Underwater diving

La inmersión del cuerpo humano en agua afecta la circulación , el sistema renal , el equilibrio de líquidos y la respiración, porque la presión hidrostática externa del agua proporciona soporte contra la presión hidrostática interna de la sangre. Esto provoca un desplazamiento de la sangre desde los tejidos extravasculares de las extremidades hacia la cavidad torácica, ^{[ 3 ]} y las pérdidas de líquidos conocidas como diuresis por inmersión compensan el desplazamiento de la sangre en sujetos hidratados poco después de la inmersión. ^{[ 4 ] [ 3 ]} La presión hidrostática sobre el cuerpo por la inmersión con la cabeza fuera provoca una respiración de presión negativa que contribuye al desplazamiento de la sangre. ^{[ 4 ]}

El desplazamiento de la sangre provoca un aumento de la carga de trabajo respiratoria y cardíaca. El volumen sistólico no se ve muy afectado por la inmersión o la variación de la presión ambiental, pero la disminución de la frecuencia cardíaca reduce el gasto cardíaco total, particularmente debido al reflejo de inmersión en el buceo con apnea . ^{[ 3 ]} El volumen pulmonar disminuye en posición vertical, debido al desplazamiento craneal del abdomen por la presión hidrostática, y la resistencia al flujo de aire en las vías respiratorias aumenta debido a la disminución del volumen pulmonar. ^{[ 4 ]} Parece existir una conexión entre el edema pulmonar y el aumento del flujo y la presión sanguínea pulmonar, lo que resulta en congestión capilar. Esto puede ocurrir durante el ejercicio de alta intensidad mientras se está inmerso o sumergido. ^{[ 3 ]}

El reflejo de inmersión es una respuesta a la inmersión que anula los reflejos homeostáticos básicos . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Optimiza la respiración distribuyendo preferentemente las reservas de oxígeno al corazón y al cerebro, lo que permite períodos prolongados bajo el agua. Se exhibe fuertemente en mamíferos acuáticos ( focas , ^{[ 7 ]} nutrias , delfines y ratas almizcleras ), ^{[ 8 ]} y también existe en otros mamíferos, incluidos los humanos . Las aves buceadoras , como los pingüinos , tienen un reflejo de inmersión similar. ^{[ 5 ]} El reflejo de inmersión se desencadena al enfriar la cara y contener la respiración. ^{[ 5 ] [ 9 ]} El sistema cardiovascular contrae los vasos sanguíneos periféricos, disminuye la frecuencia del pulso, redirige la sangre a los órganos vitales para conservar el oxígeno, libera glóbulos rojos almacenados en el bazo y, en los humanos, causa irregularidades del ritmo cardíaco. ^{[ 5 ]} Los mamíferos acuáticos han desarrollado adaptaciones fisiológicas para conservar oxígeno durante la inmersión, pero la apnea, la disminución de la frecuencia cardíaca y la vasoconstricción son características que comparten con los mamíferos terrestres. ^{[ 6 ]}

La respuesta al choque térmico por frío es la respuesta fisiológica de los organismos al frío repentino, especialmente al agua fría, y es una causa común de muerte por inmersión en agua muy fría, ^{[ 10 ]} como al caer a través de hielo delgado. El choque inmediato del frío provoca una inhalación involuntaria, que si se produce bajo el agua puede provocar ahogamiento. El agua fría también puede causar un ataque cardíaco debido a la vasoconstricción; ^{[ 11 ]} el corazón tiene que trabajar más para bombear el mismo volumen de sangre por todo el cuerpo, y en personas con enfermedades cardíacas, este esfuerzo adicional puede provocar un paro cardíaco. Una persona que sobrevive al primer minuto después de caer en agua fría puede sobrevivir al menos treinta minutos siempre que no se ahogue. La capacidad de mantenerse a flote disminuye sustancialmente después de unos diez minutos, ya que los músculos enfriados pierden fuerza y ​​coordinación. ^{[ 10 ]}

Hypothermia is reduced core body temperature that occurs when a body loses more heat than it generates.^[12] It is a major limitation to swimming or diving in cold water.^[13] The reduction in finger dexterity due to pain or numbness decreases general safety and work capacity, which in turn increases the risk of other injuries.^[13][14]Non-freezing cold injury can affect the extremities in cold water diving, and frostbite can occur when air temperatures are low enough to cause tissue freezing. Body heat is lost much more quickly in water than in air, so water temperatures that would be tolerable as outdoor air temperatures can lead to hypothermia, which may lead to death from other causes in inadequately protected divers.^[13]

Thermoregulation of divers is complicated by breathing gases at raised ambient pressure and by gas mixtures necessary for limiting inert gas narcosis, work of breathing, and for accelerating decompression.^[15]

Breath-hold diving by an air-breathing animal is limited to the physiological capacity to perform the dive on the oxygen available until it returns to a source of fresh breathing gas, usually the air at the surface. As this internal oxygen supply reduces, the animal experiences an increasing urge to breathe caused by buildup of carbon dioxide and lactate in the blood,^[16] followed by loss of consciousness due to cerebral hypoxia. If this occurs underwater, it will drown.^[17]

Blackouts in freediving can occur when the breath is held long enough for metabolic activity to reduce the oxygen partial pressure sufficiently to cause loss of consciousness. This is accelerated by exertion, which uses oxygen faster, and can be exacerbated by hyperventilation directly before the dive, which reduces the carbon dioxide level in the blood. Lower carbon dioxide levels increase the oxygen-haemoglobin affinity, reducing availability of oxygen to brain tissue towards the end of the dive (Bohr effect); they also suppress the urge to breathe, making it easier to hold the breath to the point of blackout. This can happen at any depth.^[18][19]

La hipoxia inducida por el ascenso se produce por una disminución de la presión parcial de oxígeno a medida que se reduce la presión ambiental. La presión parcial de oxígeno a profundidad puede ser suficiente para mantener la consciencia a esa profundidad, pero no a las presiones reducidas más cercanas a la superficie. ^{[ 17 ] [ 19 ] [ 20 ]}

El barotrauma , un tipo de disbarismo , es un daño físico a los tejidos corporales causado por una diferencia de presión entre un espacio gaseoso dentro del cuerpo, o en contacto con él, y el gas o fluido circundante. ^{[ 21 ]} Suele ocurrir cuando el organismo se expone a un cambio importante en la presión ambiental, como cuando un buceador asciende o desciende. Al bucear, las diferencias de presión que causan el barotrauma son cambios en la presión hidrostática. ^{[ 22 ]}

El daño inicial suele deberse al estiramiento excesivo de los tejidos por tensión o cizallamiento, ya sea directamente por la expansión del gas en el espacio cerrado o por la diferencia de presión transmitida hidrostáticamente a través del tejido. ^{[ 21 ]}

El barotrauma generalmente se manifiesta como efectos en los senos paranasales o el oído medio, enfermedad por descompresión, lesiones por sobreexpansión pulmonar y lesiones resultantes de compresiones externas. ^{[ 21 ]} Los barotraumas de descenso se producen al impedir el libre cambio de volumen del gas en un espacio cerrado en contacto con el buceador, lo que genera una diferencia de presión entre los tejidos y el espacio gaseoso. La fuerza desequilibrada debida a esta diferencia de presión provoca la deformación de los tejidos, lo que resulta en la ruptura celular. ^{[ 21 ]} Los barotraumas de ascenso también se producen cuando se impide el libre cambio de volumen del gas en un espacio cerrado en contacto con el buceador. En este caso, la diferencia de presión provoca una tensión resultante en los tejidos circundantes que excede su resistencia a la tracción. Además de la ruptura tisular, la sobrepresión puede provocar la entrada de gases en los tejidos adyacentes y más lejos mediante el transporte de burbujas a través del sistema circulatorio. Esto puede causar bloqueo de la circulación en sitios distantes o interferir con la función normal de un órgano debido a su presencia. ^{[ 21 ]}

El suministro de gas respiratorio a presión ambiente puede prolongar considerablemente la duración de una inmersión, pero existen otros problemas que pueden derivarse de esta solución tecnológica. La absorción de gases metabólicamente inertes aumenta con el tiempo y la presión, y ambos pueden producir efectos indeseables de inmediato, como consecuencia de su presencia en los tejidos en estado disuelto, tales como narcosis por nitrógeno y síndrome nervioso por alta presión , ^{[ 23 ] [ 24 ]} o causar problemas al liberarse de la solución en los tejidos durante la descompresión . ^{[ 25 ]}

Otros problemas surgen cuando aumenta la concentración de gases metabólicamente activos. Estos van desde los efectos tóxicos del oxígeno a alta presión parcial, ^{[ 26 ]} pasando por la acumulación de dióxido de carbono debido al trabajo respiratorio excesivo, el aumento del espacio muerto , ^{[ 27 ]} o la eliminación ineficiente, hasta la exacerbación de los efectos tóxicos de los contaminantes en el gas respiratorio debido al aumento de la concentración a altas presiones. ^{[ 28 ]} Las diferencias de presión hidrostática entre el interior del pulmón y el suministro de gas respiratorio, el aumento de la densidad del gas respiratorio debido a la presión ambiental y el aumento de la resistencia al flujo debido a frecuencias respiratorias más altas pueden causar un mayor trabajo respiratorio , fatiga de los músculos respiratorios y un límite fisiológico para la ventilación efectiva. ^{[ 3 ] [ 29 ]} Los estudios sobre los efectos de las inmersiones individuales han demostrado que la hiperoxia y el estrés por descompresión pueden afectar la función pulmonar directamente después de una inmersión, y la hiperoxia puede tener un efecto residual persistente en la función pulmonar durante varios años. Otros estudios indican que una reducción en la conductancia de las vías respiratorias pequeñas está relacionada con la exposición acumulada al buceo. ^{[ 30 ]}

La visión subacuática se ve afectada por la claridad y el índice de refracción del medio. La visibilidad bajo el agua se reduce porque la luz que atraviesa el agua se atenúa rápidamente con la distancia, lo que produce niveles más bajos de iluminación natural. Los objetos subacuáticos también se ven borrosos debido a la dispersión de la luz entre el objeto y el observador, lo que resulta en un menor contraste. Estos efectos varían con la longitud de onda de la luz, el color y la turbidez del agua. El ojo humano está optimizado para la visión aérea, y cuando se sumerge en contacto directo con el agua, la agudeza visual se ve afectada negativamente por la diferencia en el índice de refracción entre el agua y el aire. Proporcionar un espacio de aire entre la córnea y el agua puede compensar, pero causa distorsión de escala y distancia. La iluminación artificial puede mejorar la visibilidad a corta distancia. ^{[ 31 ]} La agudeza estereoscópica, la capacidad de juzgar las distancias relativas de diferentes objetos, se reduce considerablemente bajo el agua, y esto se ve afectado por el campo de visión. Un campo de visión estrecho causado por una pequeña ventana de visualización en un casco resulta en una agudeza estereoscópica muy reducida, ^{[ 31 ]} y un movimiento aparente de un objeto estacionario cuando se mueve la cabeza. ^{[ 32 ]} Estos efectos conducen a una peor coordinación mano-ojo. ^{[ 31 ]}

El agua tiene propiedades acústicas diferentes a las del aire. El sonido de una fuente subacuática puede propagarse relativamente libremente a través de los tejidos corporales donde hay contacto con el agua, ya que las propiedades acústicas son similares. Cuando la cabeza está expuesta al agua, parte del sonido se transmite por el tímpano y el oído medio, pero una parte significativa llega a la cóclea de forma independiente, por conducción ósea. ^{[ 33 ] [ 34 ]} Es posible cierta localización del sonido, aunque difícil. ^{[ 33 ]} La audición humana bajo el agua, en los casos en que el oído del buceador está mojado, es menos sensible que en el aire. ^{[ 33 ]} La sensibilidad de frecuencia bajo el agua también difiere de la del aire, con un umbral de audición consistentemente más alto bajo el agua; la sensibilidad a los sonidos de mayor frecuencia se reduce más. ^{[ 33 ]} El tipo de casco afecta la sensibilidad al ruido y el riesgo de ruido dependiendo de si la transmisión es húmeda o seca. ^{[ 33 ]} La audición humana bajo el agua es menos sensible con los oídos mojados que en el aire, y una capucha de neopreno causa una atenuación sustancial. Al usar un casco, la sensibilidad auditiva es similar a la del aire de superficie, ya que no se ve afectada significativamente por la composición o presión del gas respiratorio o de la atmósfera de la cámara. ^{[ 33 ]} Debido a que el sonido viaja más rápido en heliox que en el aire, los formantes de la voz se elevan, lo que hace que el habla de los buceadores sea aguda y distorsionada, y difícil de entender para las personas no acostumbradas. ^{[ 35 ]} El aumento de la densidad de los gases respiratorios bajo presión tiene un efecto similar y aditivo. ^{[ 36 ]}

La percepción sensorial táctil en los buceadores puede verse afectada por el traje de protección ambiental y las bajas temperaturas. La combinación de inestabilidad, equipo, flotabilidad neutra y resistencia al movimiento debido a los efectos inerciales y viscosos del agua dificulta el trabajo del buceador. El frío provoca pérdidas en la función sensorial y motora, además de distraer y perturbar la actividad cognitiva. La capacidad de ejercer una fuerza grande y precisa se reduce. ^{[ 37 ]}

El equilibrio y la estabilidad dependen de la función vestibular y de la información secundaria proveniente de los sentidos visual, orgánico, cutáneo, cinestésico y, a veces, auditivo, que el sistema nervioso central procesa para proporcionar la sensación de equilibrio. Bajo el agua, algunas de estas señales pueden estar ausentes o disminuidas, lo que hace que las señales restantes sean más importantes. La información contradictoria puede provocar vértigo, desorientación y mareo por movimiento . El sentido vestibular es esencial en estas condiciones para un movimiento rápido, complejo y preciso. ^{[ 37 ]} La percepción propioceptiva permite al buceador ser consciente de su posición y movimiento, en asociación con la información vestibular y visual, y le permite funcionar eficazmente para mantener el equilibrio físico en el agua. ^{[ 37 ]} En el agua con flotabilidad neutra, las señales propioceptivas de posición se reducen o están ausentes. Este efecto puede verse exacerbado por el traje del buceador y otros equipos. ^{[ 37 ]}

El gusto y el olfato no son muy importantes para el buceador en el agua, pero sí lo son para el buceador de saturación en las cámaras de aclimatación. Existe evidencia de una ligera disminución en el umbral del gusto y el olfato después de períodos prolongados bajo presión. ^{[ 37 ]}

La capacidad de bucear y nadar bajo el agua conteniendo la respiración se considera una habilidad útil en situaciones de emergencia, una parte importante del entrenamiento en seguridad de deportes acuáticos y de la Armada, y una actividad de ocio placentera. ^{[ 44 ]} El buceo sin equipo de respiración se puede clasificar como natación subacuática, esnórquel y apnea. Estas categorías se superponen considerablemente. Varios deportes subacuáticos de competición se practican sin equipo de respiración. ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

El buceo libre excluye el uso de dispositivos de respiración externos y se basa en la capacidad de los buceadores para contener la respiración hasta salir a la superficie. La técnica abarca desde el buceo con contención de la respiración simple hasta las inmersiones de apnea competitivas . Las aletas y la máscara de buceo se utilizan a menudo en el buceo libre para mejorar la visión y proporcionar una propulsión más eficiente. Un tubo corto de respiración llamado snorkel permite al buceador respirar en la superficie mientras su rostro está sumergido. Practicar snorkel en la superficie sin intención de bucear es un deporte acuático y una actividad recreativa muy popular. ^{[ 44 ] [ 50 ]}

Buceo con equipo autónomo en circuito abierto y en modo rebreather.

Buzos recreativos en circuito abierto

Buzos especializados en desactivación de explosivos que utilizan rebreathers

El buceo autónomo consiste en bucear con un equipo de respiración subacuática autónomo , completamente independiente del suministro de aire desde la superficie. El buceo autónomo proporciona al buceador una movilidad y un alcance horizontal mucho mayores que los que ofrece una manguera conectada a un equipo de buceo con suministro de aire desde la superficie (SSDE). ^{[ 51 ]} A los buceadores autónomos que participan en operaciones encubiertas de las fuerzas armadas se les puede denominar buzos de combate o nadadores de ataque. ^{[ 52 ]}

Los sistemas de buceo de circuito abierto descargan el gas respiratorio al ambiente al ser exhalado y constan de uno o más cilindros de buceo que contienen gas respiratorio a alta presión, el cual se suministra al buceador a través de un regulador de buceo . Pueden incluir cilindros adicionales para gas de descompresión o gas respiratorio de emergencia. ^{[ 53 ]}

Los sistemas de buceo con rebreather de circuito cerrado o semicerrado permiten el reciclaje de los gases exhalados. El volumen de gas utilizado se reduce en comparación con el de circuito abierto, por lo que se puede usar una o varias botellas más pequeñas para una duración de inmersión equivalente. Prolongan considerablemente el tiempo de inmersión en comparación con el circuito abierto para el mismo consumo de gas. Los rebreathers producen menos burbujas y menos ruido que el buceo autónomo, lo que los hace atractivos para buceadores militares encubiertos que buscan evitar ser detectados, buceadores científicos que buscan evitar molestar a los animales marinos y buceadores de medios de comunicación que buscan evitar la interferencia de las burbujas. ^{[ 54 ]}

A scuba diver moves underwater primarily by using fins attached to the feet;^[55] external propulsion can be provided by a diver propulsion vehicle, or a towboard pulled from the surface. Other equipment includes a diving mask to improve underwater vision, a protective diving suit, equipment to control buoyancy, and equipment related to the specific circumstances and purpose of the dive.^[56] Scuba divers are trained in the procedures and skills appropriate to their level of certification by instructors affiliated to the diver certification organisations which issue these diver certifications. These include standard operating procedures for using the equipment and dealing with the general hazards of the underwater environment, and emergency procedures for self-help and assistance of a similarly equipped diver experiencing problems. A minimum level of fitness and health is required by most training organisations, and a higher level of fitness may be needed for some applications.^[57]

Surface-supplied diving in surface-oriented and saturation modes

Surface-oriented diver entering the water

Closed diving bell, also known as a diver transfer capsule

An alternative to self-contained breathing systems is to supply breathing gases from the surface through a hose. When combined with a communication cable, a pneumofathometer hose and a safety line it is called the diver's umbilical, which may include a hot water hose for heating, video cable and breathing gas reclaim line. The diver wears a full-face mask or helmet, and gas may be supplied on demand or as a continuous free flow. More basic equipment that uses only an air hose is called an airline or hookah system.^[58][56][59] This allows the diver to breathe using an air supply hose from a high pressure cylinder or diving air compressor at the surface. Breathing gas is supplied through a mouth-held demand valve or light full-face mask. Airline diving is used for work such as hull cleaning and archaeological surveys, for shellfish harvesting, and as snuba, a shallow water activity typically practised by tourists and those who are not scuba-certified.^[59][60][61]

El buceo de saturación permite a los buceadores profesionales vivir y trabajar bajo presión durante días o semanas seguidas. Tras trabajar en el agua, los buceadores descansan y viven en un hábitat subacuático seco y presurizado en el fondo marino o en un sistema de soporte vital de saturación con cámaras de presión en la cubierta de un buque de apoyo al buceo , plataforma petrolífera u otra plataforma flotante, a una presión similar a la de la profundidad de trabajo. Se trasladan entre el alojamiento en superficie y el lugar de trabajo subacuático en una campana de buceo cerrada y presurizada . La descompresión al final de la inmersión puede durar varios días, pero como se realiza una sola vez para un período prolongado de exposición, en lugar de después de varias exposiciones más cortas, se reduce el riesgo general de lesiones por descompresión para el buceador y el tiempo total dedicado a la descompresión. Este tipo de buceo permite una mayor eficiencia y seguridad en el trabajo. ^{[ 62 ]}

Los buzos comerciales se refieren a las operaciones de buceo donde el buzo comienza y termina la operación de buceo a presión atmosférica como buceo orientado a la superficie o buceo de rebote. ^{[ 63 ]} El buceo con suministro de superficie se utiliza para trabajos de inspección, mantenimiento, reparación, construcción, modificación e intervención en alta mar en instalaciones de petróleo y gas, parques eólicos marinos y sitios costeros. ^{[ 64 ]} El buzo puede ser desplegado desde la costa o un buque de apoyo al buceo y puede ser transportado en una plataforma de buceo o en una campana de buceo . Los buzos con suministro de superficie casi siempre usan cascos de buceo o máscaras de buceo de cara completa . El gas de fondo puede ser aire, nitrox , heliox o trimix ; los gases de descompresión pueden ser similares o pueden incluir oxígeno puro. ^{[ 65 ]} Los procedimientos de descompresión incluyen descompresión en el agua o descompresión en superficie en una cámara de cubierta . ^{[ 66 ]}

Una campana húmeda con cúpula llena de gas proporciona mayor comodidad y control que una etapa y permite permanecer más tiempo en el agua. Las campanas húmedas se utilizan para aire y mezclas de gases, y los buceadores pueden descomprimirse con oxígeno a 12 metros (40 pies) . ^{[ 65 ]} Se han diseñado pequeños sistemas de campana cerrada que se pueden movilizar fácilmente e incluyen una campana para dos personas, un sistema de lanzamiento y recuperación y una cámara para descompresión después de la transferencia bajo presión (TUP). Los buceadores pueden respirar aire o mezclas de gases en el fondo y, por lo general, se recuperan con la cámara llena de aire. Se descomprimen con oxígeno suministrado a través de sistemas de respiración incorporados (BIBS) hacia el final de la descompresión. Los pequeños sistemas de campana permiten el buceo de rebote hasta 120 metros (390 pies) y para tiempos de fondo de hasta 2 horas. ^{[ 65 ]}  

Un sistema de suministro de gas de superficie relativamente portátil que utiliza cilindros de gas de alta presión tanto para el gas principal como para el de reserva, pero que emplea el sistema umbilical completo del buceador con neumofatómetro y comunicación por voz, se conoce en la industria como " sustitución del buceo ". ^{[ 42 ]}

El buceo con compresor es un método rudimentario de buceo con suministro de aire desde la superficie que se utiliza en algunas regiones tropicales como Filipinas y el Caribe . Los buceadores nadan con media máscara y aletas, y reciben aire de un compresor de aire industrial de baja presión en la embarcación a través de tubos de plástico. No hay válvula reductora; el buceador sujeta el extremo de la manguera con la boca, sin válvula de demanda ni boquilla , y deja que el exceso de aire salga entre los labios. ^{[ 67 ]}

El gas respiratorio original para el buceo era el aire atmosférico, y el aire comprimido sigue siendo un gas respiratorio importante para el buceo a presión ambiente. El oxígeno se limita a aguas poco profundas para evitar problemas de toxicidad, y se suele utilizar para acelerar la descompresión, o por buceadores tácticos para proporcionar una mayor resistencia con una pequeña cantidad de gas y para minimizar las burbujas donde la detección sería un problema táctico. Algunos problemas fisiológicos del buceo a mayor profundidad, como la narcosis por gas inerte y el alto trabajo respiratorio , pueden mitigarse mediante el uso de gases respiratorios a base de helio, y continúa el trabajo experimental que incluye hidrógeno en la mezcla para profundidades extremas. La terminología común se refiere al buceo con aire y al buceo con gas , ^{[ 68 ] [ 69 ]} que incluye el buceo con oxígeno , ^{[ 70 ]} y al buceo con mezclas de gases , que incluye el buceo con nitrox , el buceo con trimix y el buceo con heliox . ^{[ 71 ] [ 70 ]}

El aire está disponible al costo de operar el compresor, por lo que se suministra en circuito abierto y se descarga al ambiente al exhalar, y puede suministrarse a través de un sistema de flujo libre cuando esto tiene ventajas. El oxígeno y el nitrox también son lo suficientemente baratos como para que generalmente sea económico suministrarlos a demanda en circuito abierto, excepto para operaciones de buceo de larga duración, pero el helio es caro y a veces escasea, por lo que el reciclaje puede ser viable para un uso moderado y esencial para un uso de alto volumen. Los costos del reciclaje mediante la reinhalación o recuperación de gases a base de helio incluyen una alta inversión de capital en el equipo y costos operativos adicionales en comparación con el circuito abierto. ^{[ 72 ]} El uso de hidrógeno como componente de gas respiratorio todavía es experimental. ^{[ 73 ]}

Traje de presión atmosférica y modos sumergibles

Sistema de buceo atmosférico (ADS) de la Armada de los Estados Unidos

El DSV Limiting Factor, con clasificación para profundidad oceánica completa, está preparado para una inmersión en el Océano Atlántico.

Los sumergibles y los trajes de buceo atmosféricos rígidos (ADS) permiten bucear en un entorno seco a presión atmosférica normal. Un ADS es un pequeño sumergible articulado para una persona que se asemeja a una armadura , con articulaciones complejas que permiten la articulación mediante el movimiento directo de las extremidades, manteniendo una presión interna de una atmósfera. Un ADS puede utilizarse para inmersiones de hasta unos 700 metros (2300 pies) durante muchas horas. Elimina la mayoría de los peligros fisiológicos asociados al buceo profundo: el ocupante no necesita descomprimirse, no se requieren mezclas de gases especiales y no existe peligro de narcosis por nitrógeno , aunque a costa de un mayor coste, una logística compleja y una pérdida de destreza. ^{[ 74 ] [ 41 ]} Se han construido sumergibles tripulados con capacidad para operar a la máxima profundidad oceánica y han descendido a los puntos más profundos conocidos de todos los océanos. ^{[ 75 ] [ 76 ]} 

Los vehículos submarinos autónomos (AUV) y los vehículos submarinos operados remotamente (ROV) pueden realizar algunas funciones de los buzos. Pueden desplegarse a mayores profundidades y en entornos más peligrosos. Un AUV es un robot que se desplaza bajo el agua sin necesidad de intervención en tiempo real de un operador. Los AUV forman parte de un grupo más amplio de sistemas submarinos no tripulados, una clasificación que incluye los ROV no autónomos, que son controlados y alimentados desde la superficie por un operador/piloto mediante un cable umbilical o control remoto. En aplicaciones militares, los AUV suelen denominarse vehículos submarinos no tripulados (UUV). ^{[ 77 ] [ 78 ]}

A finales del siglo XIX, a medida que las operaciones de salvamento se volvían más profundas y prolongadas, una enfermedad inexplicable comenzó a afectar a los buzos; sufrían dificultades respiratorias, mareos, dolor articular y parálisis, que en ocasiones les causaban la muerte. El problema ya era bien conocido entre los trabajadores que construían túneles y cimientos de puentes operando bajo presión en cajones , y se denominó inicialmente enfermedad del cajón ; posteriormente se le cambió el nombre a síndrome de descompresión porque el dolor articular solía provocar que el afectado se encorvara . Se habían realizado informes iniciales sobre la enfermedad en la época de la operación de salvamento de Charles Pasley , pero los científicos aún desconocían sus causas. ^{[ 99 ]}

El fisiólogo francés Paul Bert fue el primero en comprenderla como enfermedad por descompresión (EDC). Su obra, La Pression barométrique (1878), fue una investigación exhaustiva sobre los efectos fisiológicos de la presión del aire, tanto por encima como por debajo de lo normal. ^{[ 106 ]} Determinó que la inhalación de aire presurizado provocaba que el nitrógeno se disolviera en el torrente sanguíneo ; una despresurización rápida liberaría entonces el nitrógeno en estado gaseoso, formando burbujas que podrían bloquear la circulación sanguínea y potencialmente causar parálisis o la muerte. La toxicidad del oxígeno en el sistema nervioso central también se describió por primera vez en esta publicación y a veces se la denomina «efecto Paul Bert». ^{[ 106 ] [ 107 ]}

John Scott Haldane diseñó una cámara de descompresión en 1907 y elaboró ​​las primeras tablas de descompresión para la Marina Real en 1908 tras extensos experimentos con animales y sujetos humanos. ^{[ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]} Estas tablas establecieron un método de descompresión por etapas , que sigue siendo la base de los métodos de descompresión hasta el día de hoy. Siguiendo la recomendación de Haldane, la profundidad máxima segura de operación para buzos se amplió a 61 metros (200 pies) . ^{[ 85 ]} 

La Armada de los Estados Unidos continuó investigando la descompresión, y en 1915 French y Stilson desarrollaron las primeras tablas de descompresión de la Oficina de Construcción y Reparación . ^{[ 111 ]} En la década de 1930 se realizaron inmersiones experimentales, que sentaron las bases para las tablas de descompresión de aire de la Armada de los Estados Unidos de 1937. También se investigó la descompresión en superficie y el uso de oxígeno en la década de 1930. Las tablas de la Armada de los Estados Unidos de 1957 se desarrollaron para corregir los problemas detectados en las tablas de 1937. ^{[ 112 ]}

En 1965, Hugh LeMessurier y Brian Andrew Hills publicaron su artículo « Un enfoque termodinámico derivado de un estudio sobre técnicas de buceo en el Estrecho de Torres» , que sugería que la descompresión siguiendo programas basados ​​en modelos convencionales da como resultado la formación asintomática de burbujas que deben redisolverse en las paradas de descompresión antes de poder eliminarse. Esto es más lento que permitir que el gas se elimine mientras aún está en solución, e indica la importancia de minimizar el gas en fase de burbuja para una descompresión eficiente. ^{[ 113 ] [ 114 ]}

MP Spencer demostró que los métodos ultrasónicos Doppler pueden detectar burbujas venosas en buceadores asintomáticos, ^{[ 115 ]} y el Dr. Andrew Pilmanis demostró que las paradas de seguridad reducían la formación de burbujas. ^{[ 112 ]} En 1981 DE Yount describió el Modelo de Permeabilidad Variable , proponiendo un mecanismo de formación de burbujas. ^{[ 116 ]} Le siguieron varios otros modelos de burbujas . La fisiopatología de la enfermedad por descompresión aún no se comprende completamente, pero la práctica de la descompresión ha alcanzado una etapa en la que el riesgo es bastante bajo, y la mayoría de los incidentes se tratan con éxito mediante recompresión terapéutica y terapia de oxígeno hiperbárico . Se utilizan gases respiratorios mixtos para reducir los efectos del entorno hiperbárico en los buceadores a presión ambiente. ^{[ 112 ] [ 117 ] [ 118 ]}

La descompresión eficiente requiere que el buceador ascienda lo suficientemente rápido como para establecer un gradiente de descompresión lo más alto posible en la mayor cantidad de tejidos, sin provocar la formación de burbujas sintomáticas. Esto se facilita mediante la presión parcial de oxígeno más alta aceptablemente segura en el gas respiratorio y evitando cambios de gas que podrían causar la formación o el crecimiento de burbujas de contradifusión . El desarrollo de programas que sean a la vez seguros y eficientes se ha visto complicado por la gran cantidad de variables e incertidumbres, incluyendo la variación individual en la respuesta bajo diferentes condiciones ambientales y carga de trabajo. ^{[ 119 ]}

El límite de profundidad para buceo recreativo establecido por la norma EN 14153-2 / ISO 24801-2 nivel 2 " Buceador Autónomo " es de 20 metros (66 pies) . ^{[ 132 ]} El límite de profundidad recomendado para buceadores recreativos con mayor formación varía desde 30 metros (98 pies) para buceadores PADI, ^{[ 133 ]} (esta es la profundidad a la que generalmente comienzan a notarse los síntomas de narcosis por nitrógeno en adultos), hasta 40 metros (130 pies) especificados por el Recreational Scuba Training Council , ^{[ 133 ]} 50 metros (160 pies) para buceadores del British Sub-Aqua Club y Sub-Aqua Association que respiran aire, ^{[ 134 ]} y 60 metros (200 pies) para equipos de 2 a 3 buceadores recreativos franceses de nivel 3 que respiran aire. ^{[ 135 ]}     

Para los buceadores técnicos, las profundidades máximas recomendadas son mayores, teniendo en cuenta que utilizarán menos mezclas de gases narcóticos. 100 metros (330 pies) es la profundidad máxima autorizada para los buceadores que han completado la certificación Trimix Diver con IANTD ^{[ 136 ]} o la certificación Advanced Trimix Diver con TDI . ^{[ 137 ]} 332 metros (1089 pies) es el récord mundial de profundidad en buceo autónomo (2014). ^{[ 138 ]} Los buceadores comerciales que utilizan técnicas de saturación y gases respiratorios heliox superan habitualmente los 100 metros (330 pies) , pero también están limitados por restricciones fisiológicas. Las inmersiones experimentales del Comex Hydra 8 alcanzaron una profundidad récord en aguas abiertas de 534 metros (1752 pies) en 1988. ^{[ 139 ]} Los trajes de buceo de presión atmosférica están limitados principalmente por la tecnología de los sellos articulados, y un buzo de la Armada de los EE. UU. ha descendido a 610 metros (2000 pies) con uno. ^{[ 140 ] [ 141 ]}     

El término común para un lugar donde se puede bucear es sitio de buceo. Por regla general, el buceo profesional se realiza donde se requiere trabajo, y el buceo recreativo donde las condiciones son adecuadas. Existen numerosos sitios de buceo recreativo registrados y conocidos por su conveniencia, puntos de interés y, con frecuencia, condiciones favorables. Los centros de formación de buceadores, tanto profesionales como recreativos, suelen utilizar un número reducido de sitios de buceo conocidos y convenientes, donde las condiciones son predecibles y el riesgo ambiental es relativamente bajo. ^{[ 142 ]}

La aptitud médica para el buceo se refiere a la idoneidad médica y física de un buceador para desempeñarse de manera segura en el entorno subacuático utilizando equipos y procedimientos de buceo. Como principio general, la aptitud para el buceo depende de la ausencia de afecciones que constituyan un riesgo inaceptable para el buceador y, en el caso de los buceadores profesionales, para cualquier miembro del equipo de buceo. Los requisitos generales de aptitud física también suelen ser especificados por un organismo certificador y generalmente están relacionados con la capacidad de nadar y realizar las actividades asociadas con el tipo de buceo correspondiente. Los riesgos generales del buceo son muy similares para buceadores recreativos y profesionales, pero varían según los procedimientos de buceo utilizados. Estos riesgos se reducen con las habilidades y el equipo adecuados. La aptitud médica para el buceo generalmente implica que el buceador no tiene afecciones médicas conocidas que limiten su capacidad para realizar el trabajo o pongan en peligro su seguridad o la del equipo, que puedan empeorar como consecuencia del buceo o que lo predispongan de manera inaceptable a enfermedades relacionadas con el buceo o enfermedades ocupacionales. ^{[ 152 ]}

Dependiendo de las circunstancias, la aptitud para bucear puede establecerse mediante una declaración firmada por el buceador en la que conste que no padece ninguna de las afecciones que lo inhabilitan y que es capaz de cumplir con los requisitos físicos habituales del buceo, mediante un examen médico detallado realizado por un médico registrado como examinador médico de buceadores siguiendo una lista de verificación de procedimientos preestablecida, atestiguado por un documento legal de aptitud para bucear emitido por el examinador médico y registrado en una base de datos nacional, o mediante alternativas intermedias entre estos extremos. ^{[ 153 ] [ 90 ]}

La aptitud psicológica para el buceo no se evalúa normalmente antes del entrenamiento de buceo recreativo o comercial, pero puede influir en la seguridad y el éxito de una carrera de buceo. ^{[ 154 ]}

Diving medicine is the diagnosis, treatment and prevention of conditions caused by exposing divers to the underwater environment. It includes the effects of pressure on gas filled spaces in and in contact with the body, and of partial pressures of breathing gas components, the diagnosis and treatment of conditions caused by marine hazards and how fitness to dive and the side effects of drugs used to treat other conditions affects a diver's safety. Hyperbaric medicine is another field associated with diving, since recompression in a hyperbaric chamber with hyperbaric oxygen therapy is the definitive treatment for two of the most important diving-related illnesses, decompression sickness and arterial gas embolism.^[155][156]

Diving medicine deals with medical research on issues of diving, the prevention of diving disorders, treatment of diving accident injuries and diving fitness. The field includes the effect on the human body of breathing gases and their contaminants under high pressure, and the relationship between the state of physical and psychological health of the diver and safety. In diving accidents it is common for multiple disorders to occur together and interact with each other, both causatively and as complications. Diving medicine is a branch of occupational medicine and sports medicine, and first aid and recognition of symptoms of diving disorders are important parts of diver education.^[1]

Divers operate in an environment for which the human body is not well suited. They face special physical and health risks when they go underwater or use high pressure breathing gas. The consequences of diving incidents range from merely annoying to rapidly fatal, and the result often depends on the equipment, skill, response and fitness of the diver and diving team. The hazards include the aquatic environment, the use of breathing equipment in an underwater environment, exposure to a pressurised environment and pressure changes, particularly pressure changes during descent and ascent, and breathing gases at high ambient pressure. Diving equipment other than breathing apparatus is usually reliable, but has been known to fail, and loss of buoyancy control or thermal protection can be a major burden which may lead to more serious problems. There are also hazards of the specific diving environment, which include strong water movement and local pressure differentials, and hazards related to access to and egress from the water, which vary from place to place, and may also vary with time. Hazards inherent in the diver include pre-existing physiological and psychological conditions and the personal behaviour and competence of the individual. For those pursuing other activities while diving, there are additional hazards of task loading, of the dive task and of special equipment associated with the task.^[170][171]

The major factors influencing diving safety are the environment, the diving equipment and the performance of the diver and the dive team. The underwater environment is alien, both physically and psychologically stressful, and usually not amenable to control, though divers can be selective of the conditions in which they are willing to dive. The other factors must be controlled to mitigate the overall stress on the diver and allow the dive to be completed in acceptable safety. The equipment is critical to diver safety for life support, but is generally reliable, controllable and predictable in its performance.^[158]

Los factores humanos son las propiedades físicas o cognitivas de los individuos, o el comportamiento social específico de los humanos, que influyen en el funcionamiento de los sistemas tecnológicos, así como en el equilibrio humano-ambiente. ^{[ 158 ]} El error humano es inevitable y todos cometemos errores en algún momento, y las consecuencias de estos errores son variadas y dependen de muchos factores. La mayoría de los errores son menores y no causan daño, pero en un entorno de alto riesgo, como en el buceo, es más probable que los errores tengan consecuencias catastróficas. Existen numerosos ejemplos de errores humanos que provocan accidentes, ya que son la causa directa del 60% al 80% de todos los accidentes. ^{[ 172 ]} El error humano y el pánico se consideran las principales causas de accidentes y muertes en el buceo. Un estudio de William P. Morgan indica que más de la mitad de todos los buceadores encuestados habían experimentado pánico bajo el agua en algún momento de su carrera de buceo, ^{[ 173 ]} y estos hallazgos fueron corroborados independientemente por una encuesta que sugirió que el 65% de los buceadores recreativos han entrado en pánico bajo el agua. ^{[ 174 ]} El pánico frecuentemente conduce a errores en el juicio o desempeño de un buceador y puede resultar en un accidente. ^{[ 159 ] [ 173 ] [ 175 ] [ 176 ] [ 177 ]} La seguridad de las operaciones de buceo subacuático puede mejorarse reduciendo la frecuencia del error humano y las consecuencias cuando este ocurre. ^{[ 158 ]}

Solo el 4,46 % de las muertes por buceo recreativo en un estudio de 1997 fueron atribuibles a una sola causa contribuyente. ^{[ 178 ]} Las muertes restantes probablemente surgieron como resultado de una secuencia progresiva de eventos que involucraron dos o más errores de procedimiento o fallas de equipo, y dado que los errores de procedimiento generalmente son evitables por un buceador bien entrenado, inteligente y alerta, que trabaja en una estructura organizada y no bajo estrés excesivo, se concluyó que la baja tasa de accidentes en el buceo profesional se debe a este factor. ^{[ 179 ]} El estudio también concluyó que sería imposible eliminar todas las contraindicaciones menores del buceo, ya que esto resultaría en una burocracia abrumadora y detendría todo el buceo. ^{[ 178 ]}

Los factores humanos en el diseño de equipos de buceo se refieren a la influencia de la interacción entre el buceador y el equipo en el diseño del mismo, del cual el buceador depende para sobrevivir y con una comodidad razonable, así como para realizar las tareas planificadas durante una inmersión. El diseño del equipo puede influir notablemente en su eficacia para cumplir las funciones deseadas. Los buceadores varían considerablemente en dimensiones antropométricas , fuerza física , flexibilidad articular y otras características fisiológicas dentro del rango de aptitud aceptable para el buceo. El equipo de buceo debe permitir la mayor gama de funciones posible y debe adaptarse al buceador, al entorno y a la tarea. El equipo de apoyo para el buceo suele ser compartido por una amplia gama de buceadores y debe ser funcional para todos ellos. ^{[ 180 ]}

Las etapas más difíciles de una inmersión para los buceadores recreativos son las actividades fuera del agua y las transiciones entre el agua y la superficie, como transportar el equipo a la orilla, salir del agua hacia la embarcación y la orilla, nadar en la superficie y vestirse con el equipo. La seguridad y la fiabilidad, la adaptabilidad al individuo, el rendimiento y la simplicidad fueron calificadas como las características más importantes para el equipo de buceo por los buceadores recreativos. ^{[ 180 ] [ 181 ]} El buceador profesional cuenta con el apoyo de un equipo de superficie , que está disponible para ayudar con las actividades fuera del agua en la medida necesaria para reducir el riesgo asociado a ellas a un nivel aceptable en términos de las regulaciones y códigos de práctica vigentes. ^{[ 58 ] [ 90 ] [ 43 ] [ 42 ]}

La gestión de riesgos de las operaciones de buceo implica las medidas habituales de controles de ingeniería , ^{[ a ]} controles y procedimientos administrativos, ^{[ b ]} y equipo de protección personal , ^{[ c ]} incluyendo identificación de peligros y evaluación de riesgos (HIRA), equipo de protección , examen médico , capacitación y procedimientos estandarizados . ^{[ 183 ] ​​[ 182 ]} Los buceadores profesionales generalmente están obligados legalmente a llevar a cabo y registrar formalmente estas medidas, ^{[ 161 ]} y aunque los buceadores recreativos no están obligados legalmente a realizar muchas de ellas, ^{[ 90 ]} los buceadores recreativos competentes, y en particular los buceadores técnicos, generalmente las realizan de manera informal pero rutinaria, y son una parte importante de la formación de buceadores técnicos. Por ejemplo, un certificado médico o examen de aptitud, evaluación del sitio de buceo e información previa, simulacros de seguridad, protección térmica, redundancia de equipo, fuente de aire alternativa , comprobaciones del compañero, procedimientos de buceo en pareja o en equipo , planificación de la inmersión , uso de ordenadores de buceo para monitorizar y registrar el perfil de la inmersión y el estado de descompresión, señales manuales subacuáticas y llevar equipo de primeros auxilios y administración de oxígeno son todos elementos rutinarios del buceo técnico. ^{[ 184 ]}

El número de buceadores activos no se registra sistemáticamente, pero se ha estimado en ocasiones con distintos grados de confianza. Uno de los problemas es la falta de una definición generalmente aceptada de lo que constituye un buceador activo. La situación de los apneístas y los practicantes de snorkel es aún menos clara, ya que la mayoría de los apneístas no tienen ninguna titulación registrada. ^{[ 196 ]}

La Asociación de Marketing y Equipos de Buceo (DEMA) estima que hay entre 2,5 y 3,5 millones de buceadores activos en EE. UU. y hasta 6 millones en todo el mundo, alrededor de 11 millones de practicantes de snorkel en EE. UU. y alrededor de 20 millones en todo el mundo. ^{[ 197 ]} La Asociación de la Industria del Deporte y el Fitness (SFIA) informó de 2.351.000 participantes ocasionales y 823.000 participantes principales en 2019, también en EE. UU. La Red de Alerta para Buceadores (DAN) informó de las cifras de miembros de 2019 en todo el mundo: DAN EE. UU./Canadá, 274.708; DAN Europa, 123.680; DAN Japón, 18.137; DAN Mundo Asia Pacífico, 12.163; DAN Mundo Latinoamérica/Brasil, 8.008; DAN Sudáfrica, 5.894. ^{[ 196 ]}

La población activa de buceadores en EE. UU. podría ser inferior a 1.000.000, posiblemente tan baja como 500.000, dependiendo de la definición de "activo" . Las cifras fuera de EE. UU. son menos claras. ^{[ 196 ]} Esto puede compararse con las estadísticas mundiales de PADI para 2021, en las que afirman haber emitido más de 28 millones de certificaciones de buceadores desde 1967. ^{[ 198 ]}

La entrada de personas sin experiencia en buceo a través de cursos de certificación también proporciona un indicador de cifras, aunque no hay constancia de si un buceador permanece activo después de la certificación a menos que se registre para recibir formación adicional. Tres agencias de formación y certificación —la Asociación Profesional de Instructores de Buceo (PADI), Scuba Diving International (SDI) y Scuba Schools International (SSI)— informaron de un promedio combinado de 22 325 certificaciones de nivel básico por trimestre. Estimar el número de instructores de buceo activos en EE. UU. e internacionalmente también es difícil. Más de 300 agencias certificadoras individuales forman y certifican a buceadores, líderes de buceo e instructores, pero también hay un número desconocido de instructores registrados en más de una agencia. PADI informó de 137 000 miembros profesionales (instructores y divemasters) en todo el mundo en 2019. Suponiendo que PADI representa el 70 % de la cuota de mercado, el número de instructores a nivel mundial podría rondar los 195 000. ^{[ 196 ]}

La Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas (AAUS) reporta 4500 buzos en 150 programas de buceo científico de organizaciones miembros (2020), y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) y la Oficina de Estadísticas Laborales reportaron 3380 buzos comerciales en los EE. UU. (2018). El número de buzos de seguridad pública activos en los EE. UU. también es incierto, pero se estima entre 3000 y 5000 en 2019. ^{[ 196 ]}