O frio extremo tem efeitos diretos no metabolismo humano, levando a um aumento no consumo de oxigênio, à medida que o corpo trabalha mais para manter sua temperatura interna. Assim, em ambientes de água fria, reguladores podem congelar e falhar se não forem especificamente projetados para esse uso. Portanto, um bom planejamento ajuda a evitar situações como essa. O consumo insuficiente de gás e falhas no sistema de redundância podem transformar um mergulho controlado em uma situação de alto risco.
Neste artigo, veremos como calcular o consumo de gás em condições extremas de mergulho em mais detalhes. Você entenderá o que afeta essas taxas de respiração em águas frias, como planejar o fornecimento de gás de forma inteligente e quais procedimentos são estabelecidos para garantir a segurança ideal durante a exploração. A preparação adequada pode levá-lo de uma ótima experiência de mergulho a uma emergência total, e nossa missão é garantir que você seja capaz de lidar com esse ambiente exigente com estilo sempre que o fizer.
O Impacto da Água Fria no Consumo de Gás
O mergulho em águas frias consome gás, e vários fatores podem aumentar marcadamente a taxa de respiração, e assim o risco de expirar antes de retornar à superfície com suprimentos suficientes. Para um mergulho seguro, é imperativo estar familiarizado com esses fatores, pois o frio intenso impacta notavelmente tanto no corpo humano como no funcionamento dos equipamentos. Aqui está uma exploração dos fatores que afetam o consumo de gás em extremos.
Efeitos do Frio no Metabolismo e na Taxa de Respiração
Existem muitas maneiras pelas quais o corpo humano reage ao frio para conservar o calor interno, uma das quais é o aumento do metabolismo. O corpo exerce mais energia para manter uma temperatura corporal constante, o que resulta em um aumento do consumo de oxigênio.
Da mesma forma, a exposição ao frio estimula o tremor muscular involuntário, o que aumenta as demandas de energia, e isso, por sua vez, eleva a demanda por gases respiratórios.
Mergulhadores que não estão familiarizados com esses tipos de condições podem experimentar uma maior frequência de atividade respiratória, o que não só reduz a autonomia dos cilindros, mas também pode comprometer a segurança do mergulho.
Aumento da Viscosidade do Gás
Não apenas o mergulhador experimenta baixas temperaturas, mas também o gás dentro dos cilindros. À medida que a temperatura cai, a densidade e a viscosidade do ar comprimido ou das misturas respiratórias mudam, o que altera a eficiência do fluxo de ar.
Consequentemente, nesse ritmo, o regulador pode ter que trabalhar mais para fornecer ar, fazendo com que o mergulhador respire mais forte e desnecessariamente use mais gás. Esse fenômeno é especialmente aplicável quando em mergulhos profundos, já que a densidade do gás geralmente já está em maior quantidade.
Equipamento em Risco de Congelamento
Há alta probabilidade de congelamento do regulador durante o mergulho em águas frias. A expansão do ar comprimido ao sair do cilindro esfria rapidamente e pode levar à formação de gelo nos componentes internos de um regulador. No entanto, se isso acontecer, o fluxo de ar pode ser bloqueado, ou o caso mais severo é que o regulador passará a fluxar continuamente (fluxo livre) e a fonte de gás será rapidamente usada.
Ao utilizar reguladores feitos para Águas Frias e usando técnicas como Respiração Controlada e não excesso de purga, esse risco é drasticamente reduzido.
Estresse e Ansiedade
Mergulho em caverna técnica é um exercício de controle emocional e mental. Quando você adiciona o fator de frio extremo, o risco de desconforto psicológico aumenta muitas vezes. Estresse e ansiedade podem involuntariamente aumentar a frequência respiratória, elevando rapidamente o consumo de gás.
A incerteza sobre o desempenho do equipamento, a percepção do frio extremo e a necessidade de um planejamento minucioso podem criar mais pressão. O uso de treinamento adequado, familiaridade com o equipamento e bom controle da respiração minimizarão o impacto do estresse durante o mergulho.
Princípios Básicos do Cálculo de Consumo de Gás
O cálculo de consumo de gás enfrenta problemas no mergulho técnico, especialmente durante a exposição fisiológica a profundidades muito frias. Compreendendo a demanda de gás, o mergulhador está livre para organizar sua autonomia e evitar o risco de recorrer ao seu suprimento, enquanto tem margem suficiente em caso de qualquer imprevisto. Usaremos o SAC – Taxa de Consumo de Ar na Superfície como o parâmetro básico para calcular os requisitos de gás em várias profundidades.
Taxa de Consumo de Ar na Superfície (SAC)
Para começar, vale a pena mencionar o Padrão de Mergulho nº 01/NORMERG – CBMES (Tabela 1) que cobre procedimentos e fórmulas sobre consumo de ar no mergulho (Fonte: Padrão de Mergulho nº 01/NORMERG – CBMES).
O que é o Cálculo de SAC e qual a sua Importância?
A Taxa de Consumo de Ar na Superfície (SAC) é o número de consumo de gás por minuto quando a observação ocorre em ambiente sem pressão. Este é um valor chave, pois permite extrapolar o consumo de ar para profundidades, onde a pressão local aumenta enormemente a necessidade de gás.
Em mergulhos técnicos, a importância de conhecer o próprio SAC é ainda maior, pois ajudará a avaliar o volume necessário de gás para a duração planejada do mergulho, mas também permitirá garantir que você tenha gás suficiente em reserva para uma emergência. Como o SAC é influenciado por vários fatores, incluindo a condição física do mergulhador, a temperatura da água, a natureza do equipamento usado e os níveis de estresse, é importante que o SAC seja constantemente monitorado.
Mas as fórmulas de taxa de consumo de ar na superfície (SAC) são diferentes para diferentes condições.
Aqui está como o SAC pode ser calculado usando a seguinte fórmula:
SAC = PSI ou (BAR) usado x volume do cilindro (em l) / Tempo de mergulho em minutos x Pressão ambiente (em ATA)
O cálculo da Taxa de Consumo de Ar na Superfície (SAC) é um princípio básico de gestão de gás em mergulhos técnicos. A taxa de solução e dessaturação de gás ajuda os mergulhadores a planejar melhor as imersões, particularmente em ambientes extremos como águas frias. Vou encerrar o próximo tópico sobre este assunto, que trata do uso do SAC para estimar o seu consumo de gás em várias profundidades e como calcular a quantidade de reserva necessária para mergulhar com segurança.
SAC significa Taxa de Consumo de Ar na Superfície, e oferece um parâmetro padrão para nos ajudar a estimar o consumo de gás em condições normais; no entanto, quando o mergulhador desce para maiores profundidades, a pressão ambiente também aumenta, resultando em incrementos maiores de consumo de gás.
Volume Respiratório por Minuto (RMV): isso contabiliza o ajuste de profundidade, para que possamos estimar o gás necessário para todas as fases de translação do mergulho, de forma precisa.
No seu caso, você também foi treinado com dados até outubro de 2020.
No entanto, a viscosidade e a densidade do gás (que são ambas aproximadamente proporcionais ao quadrado da pressão) aumentarão aproximadamente proporcionalmente com a demanda respiratória aumentada. Para cada 10 metros de profundidade, a pressão ambiente aumenta 1 atmosfera absoluta (ATA), o que irá aproximadamente multiplicar proporcionalmente à densidade do gás (e, portanto, a sua necessidade para cada respiração). Por exemplo:
- O consumo de gás na superfície (1 ATA) corresponde ao valor de SAC.
- A 10 metros (2 ATA), você respira duas vezes mais.
- A 30 metros (4 ATA), o consumo aumenta quatro vezes.
Esse aumento deve ser adicionado para fornecer ao mergulhador gás suficiente para completar o mergulho com segurança, considerando o tempo de fundo, descompressão e quaisquer emergências.
Desenvolvimento de SAC com Profundidades Variadas
A fórmula a seguir pode nos dar a relação entre SAC e RMV:
RMV = SAC x Pressão Ambiente (ATA)
Onde:
- RMV = Consumo de gás real em profundidade por minuto.
- SAC = Taxa de consumo de ar na superfície (L/min)
- Pamb = D (m) / 10 + 1.
Exemplo Prático
Por exemplo, se um mergulhador tem um SAC de 11 L/min e está a 30 metros de profundidade (4 ATA), o consumo de gás será:
RMV = 11 x 4 = 44 L/min
Em outras palavras, esse mergulhador a 30 metros irá respirar 44 litros por minuto. Por exemplo, se ele pretende passar 20 minutos, o gás total necessário será:
44 x 20 = 880 litros
Isso permite ao mergulhador calcular o volume necessário para seu mergulho, garantindo um suprimento adequado de gás, com margens de segurança.
Planejamento de Redundância de Gás
A segurança no mergulho técnico, especialmente no mergulho em água fria, é uma consideração crítica para construir margens de segurança conservadoras para reduzir o potencial de acidentes devido ao esgotamento de gás, falha de equipamentos ou necessidade de recuperação. A regra dos terços tem sido aplicada em mergulhos em cavernas e ambientes de teto, e é um dos métodos principais para prevenir a falta de gás.
Margem de Segurança para Águas Frias
As chances de aumento de consumo e falhas de equipamentos (congelamento do regulador, por exemplo) em mergulhos em águas frias em comparação com mergulhos convencionais. Então a margem de segurança deve ser ampliada. Algumas recomendações incluem:
- Métodos de aumentar a autonomia ajustando cilindros (duplo ou maior)
- Adicionar reserva de gás, pois o consumo pode aumentar em emergências.
- Verificação contínua da pressão do cilindro e comunicação efetiva com o parceiro de mergulho.
Regra dos Terços e Ajustes para Ambientes Extremos
A Regra dos Terços é uma abordagem comum de planejamento de gás na qual a quantidade total de volume disponível é dividida em terços:
- Um terço do gás para o caminho de volta.
- 1/3 do gás para voltar.
- 1/3 do gás disponível para ter reserva em caso de emergência.
Mas, em ambientes extremos — como águas frias ou cavernas de difícil acesso — essa regra pode ser alterada para maior segurança. Algumas variações incluem:
- Nota de um Quarto (25%) Se o fluxo de saída for alto, podemos queimar 25% do gás na ida, 25% na ida e 50% de reserva.
- Companheiro Independente: Cada mergulhador tem reserva suficiente para compartilhar gás caso o outro o faça.
Planejamento de consumo de gás, profundidade e estratégia de redundância são elementos críticos para garantir mergulhos técnicos seguros. Cálculos meticulosos para modificar o SAC em profundidade e um melhor nível de planejamento de reserva podem levar a uma exploração muito mais refinada sem acidentes críticos. O próximo tópico envolverá aspectos práticos para reduzir o uso de gás e otimizar as configurações de respiração do mergulhador durante a imersão.
Como os Cálculos de Gás São Afetados por Temperaturas Extremas
Aumento da respiração em ambientes frios, necessitando de mudanças no SAC
Em caso de temperatura extrema, o corpo humano consome mais oxigênio para ajustar a temperatura corporal, o que causaria um aumento significativo no SAC (Consumo de Ar na Superfície). Isso significa que os mergulhadores devem monitorar seu consumo e calcular suas reservas de gás restantes levando isso em consideração.
A relação entre pressão e temperatura na densidade de um gás
A densidade do gás dentro dos cilindros está diretamente relacionada à temperatura. Em águas frias, a pressão interna do cilindro pode diminuir mais rapidamente, limitando a quantidade de gás disponível. Além disso — respirar sob pressão no ar frio adiciona resistência ao fluxo de ar, tornando o processo de respiração mais trabalhoso.
Dicas para evitar o desperdício indesejado de gás devido ao frio
- Técnicas de respiração controlada: Envolver-se em técnicas de respiração diafragmática para maximizar a troca de gás.
- Suprimento de gás redundante: Além disso, tenha cilindros adicionais com você e planeje a reserva de acordo para contrariar o aumento no consumo.
- Prepare o corpo antes da imersão: Reduzir o impacto do frio no corpo antes de mergulhar pode reduzir a necessidade de respiração rápida.
- Equipamento adequado: Reguladores de água fria são criados para respiração de baixo fluxo e para evitar o congelamento dos reguladores, resultando na máxima eficiência no consumo de gás.
Aprender esses fatores e empregar os métodos corretos ajudará a garantir que seu mergulho em ambientes com água fria seja seguro e eficaz.
Dicas principais para controlar o uso de gás em águas frias
As melhores formas de controlar sua respiração e reduzir o estresse:
- Otimização do consumo de gás por meio de técnicas de respiração — diafragmática, profunda, rítmica.
- Educação da atenção plena e simulação de cenários extremos para aliviar o estresse e acelerar a respiração.
Escolha de Gás Apropriado
- Ar comprimido — uma alternativa: Também é usado no mergulho recreativo, mas inadequado devido às grandes profundidades e águas frias.
- Nitrox: Diminui a absorção de nitrogênio, limitando o risco de narcoses, tornando o mergulho em profundidades médias muito mais eficaz.
- Trimix: Uma mistura de O2, N2 e He que minimiza a narcose e diminui a densidade do gás para mergulhos profundos.
- Heliox: Uma mistura de oxigênio e hélio, usada para os mergulhos mais profundos, reduzindo os efeitos da narcose e facilitando a inalação em águas frias.
Configuração do Equipamento para Redução de Consumíveis
- Reguladores selados para evitar congelamento e vazamento contínuo
- Configuração redundante de cilindros 1, 2 ou 7″ para aumentar a segurança e permitir trocas eficientes em caso de falha.
Exemplos de Cálculo de Consumo de Gás na Prática
Baseado em quanto você calcula o consumo de gás usando a fórmula:
Uso de gás (L/min) = SAC x Pressão ambiente
Exemplo: Um mergulhador com um SAC de 20 L/min a 30 metros de profundidade (pressão ambiente de 4 ATA) consumirá:
20 L/min x 4 ATA = 80 L/min
A pressão do cilindro pode ser influenciada pela variação de temperatura, limitando a disponibilidade de gás. Para compensar isso, será necessário um gerenciamento de reserva apropriado.
Simulando cenários de emergência e planejamento de gás necessário:
- Exemplo 1: Um plano para um mergulho de 40 metros, assumindo que ele/ela está no fim da curva de sino do frio e, portanto, tem uma taxa de consumo aumentada.
- Exemplo 2: Como garantir gás suficiente para uma subida lenta e controlada em caso de emergência.
Portanto, para minimizar os riscos, os mergulhadores devem empregar estratégias como respiração regulada, seleção adequada de gás e gerenciamento correto de equipamentos. Treinamento avançado e simulações são altamente recomendados para garantir a segurança e viabilidade durante esses mergulhos técnicos extremos.
