Más allá del aire comprimido: De Nitrox al hidrógeno, o por qué los buceadores utilizan diferentes gases para respirar
El aire comprimido común es ideal para muchas inmersiones, pero para algunas otras se usan diferentes gases para respirar, como Nitrox (aire enriquecido con oxígeno adicional) y Trimix (una mezcla de nitrógeno, oxígeno y helio). En este artículo seguimos la evolución del buceo a través de estos gases respirables: desde el surgimiento de Nitrox hasta los experimentos con mezclas que contienen hidrógeno para inmersiones extremadamente profundas. Discutimos aplicaciones de diferentes gases, métodos para mezclar, analizar y reconocer gases, y la formación que los acompaña. No es una guía práctica, sino una guía accesible sobre la física y química del gas detrás de cada inmersión.
1. El aire es solo un gas para respirar
En el artículo anterior analizamos extensamente el aire comprimido: de dónde proviene el aire que respiramos bajo el agua, cómo un compresor comprime ese aire y cuáles son los requisitos que debe cumplir un buen aire para respirar. Para la mayoría de las inmersiones recreativas, el aire comprimido común es un gas respirable excelente. Es barato, está disponible casi en todas partes y es relativamente fácil de producir.
Pero el aire no es el único gas con el que podemos bucear. De hecho, tan pronto como queremos bucear más tiempo o más profundo, nos encontramos con propiedades del aire común que se vuelven menos favorables. El nitrógeno se vuelve narcótico a medida que la presión aumenta y es absorbido por nuestro cuerpo durante la inmersión. El oxígeno, que por supuesto necesitamos para vivir, puede volverse tóxico a una presión parcial demasiado alta. Y a gran profundidad, el aire se vuelve tan denso debido a la presión creciente que incluso respirar se vuelve cada vez más esfuerzo.
Al cambiar la proporción de los diferentes gases, podemos adaptar mejor un gas respirable a una inmersión específica. Por ejemplo, podemos reemplazar parte del nitrógeno por oxígeno extra, como en Nitrox, o por helio, como en Trimix. Para diferentes fases de una inmersión técnica, incluso se pueden llevar diferentes mezclas de gases.
Sin embargo, cada gas respirable tiene sus propias posibilidades y limitaciones. Una mezcla ideal para poca profundidad puede ser peligrosa a mayor profundidad. Y un gas especialmente mezclado para una inmersión muy profunda puede no ser adecuado para respirar en la superficie.
Incluso como Divemaster, no necesitas poder bucear con todos estos gases o mezclarlos tú mismo. Pero es importante entender qué son y por qué se usan. En un centro profesional de buceo pronto te encontrarás con botellas de Nitrox, análisis de gases, marcas MOD y buceadores que usan diferentes mezclas de gases. Y quizá más adelante acompañes a buceadores técnicos o trabajes en un centro donde también se llenen Trimix y gases de descompresión. Como profesional del buceo, debes al menos comprender qué tienes delante y por qué aplican diferentes procedimientos y reglas de seguridad.
En este artículo miraremos más allá del aire comprimido común. Comenzaremos con Nitrox, que ya es habitual en muchos centros de buceo recreativo, y luego iremos un paso más allá: hacia Trimix, gases de descompresión y finalmente gases respirables experimentales con hidrógeno. No solo veremos qué son estos gases, sino sobre todo por qué los usamos, cómo se fabrican y controlan, y qué conocimientos, entrenamiento y equipo adicional son necesarios para ello.
2. ¿Por qué algo distinto al aire?
El aire común está compuesto aproximadamente por un 21% de oxígeno y un 78% de nitrógeno, con pequeñas cantidades de otros gases (< 1%). En la superficie es una mezcla muy práctica: la respiramos durante toda nuestra vida sin pensarlo. Pero bajo el agua la presión ambiental aumenta y con ella la presión parcial de cada gas que respiramos. Por eso el oxígeno y el nitrógeno se comportan diferente a mayor profundidad que como estamos acostumbrados en la superficie.
Necesitamos oxígeno (O₂) para vivir. Además, más oxígeno en un gas para respirar puede tener una ventaja: si reemplazamos parte del nitrógeno por oxígeno, absorbemos menos nitrógeno durante la inmersión. Pero más no siempre es mejor. A medida que la presión parcial del oxígeno aumenta, también crece el riesgo de intoxicación por oxígeno. Una mezcla con mucho oxígeno puede ser muy útil a poca profundidad pero peligrosa a mayor profundidad.
El nitrógeno (N₂) constituye la mayor parte del aire común. Es barato y fácilmente accesible, pero bajo presión tiene varias propiedades menos favorables. Nuestro cuerpo absorbe nitrógeno durante una inmersión, lo que juega un papel importante en la descompresión y el riesgo de enfermedad por descompresión. Además, a mayor profundidad el nitrógeno tiene un efecto narcótico. Cuanto más profundo vamos, más notable puede volverse la narcosis por nitrógeno.
Existe un problema adicional que se vuelve importante especialmente en inmersiones más profundas: la densidad del gas. Cuanto mayor es la presión ambiental, más denso es el gas que respiramos. Por ejemplo, a 30 metros el gas está sometido a una presión aproximadamente cuatro veces mayor que en la superficie. Por lo tanto, cada bocanada contiene muchas más moléculas de gas y se necesita cada vez más esfuerzo para mover el gas a través de un regulador y nuestras vías respiratorias. En profundidades recreativas (hasta 40 metros) esto por lo general no causa problemas con un esfuerzo normal, pero conforme buceamos más profundo, el esfuerzo respiratorio aumentado puede volverse una limitación cada vez mayor.
Por eso, en las inmersiones técnicas más profundas a menudo se añade helio (He) al gas respirable. El helio es mucho más ligero que el nitrógeno y además tiene mucho menos efecto narcótico. Al reemplazar parte del nitrógeno por helio, podemos crear una mezcla de gases que es más adecuada para mayores profundidades. Sin embargo, el helio también tiene desventajas. Es caro, escaso y plantea otros requisitos diferentes para la planificación de la inmersión y la descompresión.
Por lo tanto, no existe un gas respirable perfecto para cada inmersión. El aire común es una opción sencilla y práctica para la mayoría de las inmersiones recreativas. Nitrox puede ser interesante cuando queremos reducir la carga de nitrógeno, mientras que las mezclas con helio ofrecen principalmente ventajas cuando se profundiza considerablemente. Y durante la descompresión técnica, a veces queremos un gas con un contenido de oxígeno muy alto.
Por ello, no se trata tanto de cuál es el mejor gas para respirar, sino de cuál es el más adecuado para una profundidad, tiempo de inmersión y función determinadas. Al cambiar la proporción entre oxígeno, nitrógeno y, eventualmente, helio, podemos adaptar las propiedades del gas respirable a la inmersión que queremos realizar.
3. De gas diabólico a práctica cotidiana del buceo
Bucear con mezclas de gases distintas al aire común puede parecer un desarrollo relativamente moderno, pero la idea es mucho más antigua que el buceo recreativo tal como lo conocemos hoy en día. Ya en la primera mitad del siglo XX se experimentaba con varias mezclas de oxígeno y nitrógeno, y a partir de los años cincuenta, mezclas enriquecidas con oxígeno fueron utilizadas, entre otros, por la marina estadounidense. El objetivo era el mismo que ahora: adaptar mejor las propiedades del gas respirable a la profundidad y duración de una inmersión.
Un siguiente paso importante vino del mundo científico del buceo. El investigador estadounidense y fisiólogo del buceo J. Morgan Wells trabajó en los años setenta en la NOAA en procedimientos prácticos para el uso de aire enriquecido con oxígeno. De ello surgieron, entre otras, las mezclas que se hicieron conocidas como NOAA Nitrox I (32% de oxígeno) y NOAA Nitrox II (36% de oxígeno). Los procedimientos para el uso de Nitrox se incorporaron en 1979 al Manual de Buceo de la NOAA. Por lo tanto, Nitrox no era un gas nuevo ni sin ensayar cuando en los años ochenta comenzó a popularizarse entre los buzos recreativos. Sin embargo, allí fue recibido inicialmente con gran desconfianza.
Un pionero importante en este desarrollo fue Dick Rutkowski, que trabajó durante muchos años en la NOAA y estuvo estrechamente involucrado en entrenamientos de buceo y en el uso de Nitrox. Tras su salida de la NOAA, comenzó a promover Nitrox fuera de ese ámbito científico y profesional. En 1985 se creó la International Association of Nitrox Divers (IAND, luego IANTD), con el objetivo de enseñar a buzos deportivos comunes a bucear con aire enriquecido con oxígeno. Esto fue bastante revolucionario en esa época. El Nitrox en sí no era nuevo, pero la idea de que los buzos recreativos pudieran acceder a él en un centro de buceo y usarlo de forma segura tras un curso relativamente corto sí lo era. Para el mundo del buceo establecido, parecía como si alguien propusiera que la fentanyl, que en los hospitales se usa bajo estricta supervisión, estuviera disponible para uso autónomo tras un curso de unas pocas horas. A pesar de la resistencia de la industria del buceo, IAND comenzó a ofrecer cursos de Nitrox, a formar instructores y a hacer el gas accesible para un número creciente de buzos deportivos.
No todos en el entorno establecido del buceo estaban contentos con ello. IAND recibió críticas duras y Nitrox fue presentado por sus opositores como innecesariamente complicado o incluso irresponsable para buzos recreativos. Los fabricantes se preocuparon por el uso de mezclas con mayor oxígeno en equipos de buceo existentes y varias organizaciones formadoras grandes inicialmente no quisieron tener nada que ver con ello. En 1991 la resistencia llegó a tal punto que organizaciones de Nitrox como IAND y ANDI no fueron bienvenidas en la feria anual DEMA. Rutkowski no se dejó detener por las críticas. Su actitud la resumió en una frase que se hizo famosa: “La ciencia siempre gana sobre la mierda.”
La controversia a veces fue bastante intensa. En ese periodo, Nitrox incluso recibió el apodo burlón de ‘gas vudú’ y Bill Gleason, editor en jefe de la influyente revista estadounidense de buceo Skin Diver, llegó a llamarlo ‘El Gas del Diablo’. En 1991, el director de DEMA, Robert Gray, advirtió que el uso recreativo del Nitrox podría suponer un ‘riesgo serio e injustificado para la seguridad’. La resistencia fue más allá de las palabras: organizaciones de Nitrox como IAND fueron incluso excluidas de la feria profesional DEMA de 1992. Con el tiempo, eso resulta notable, porque no se trataba de un gas nuevo o poco estudiado, sino principalmente de la cuestión de si una técnica que se había utilizado durante años en programas profesionales y científicos de buceo también debía integrarse al buceo recreativo.
También las organizaciones formadoras establecidas fueron inicialmente cautelosas. PADI opinaba a principios de los años noventa que aún no existían suficientes procedimientos de seguridad, formaciones y equipos técnicos para introducir Nitrox a gran escala en el buceo recreativo. El británico British Sub-Aqua Club (BSAC) fue aún más lejos. En 1993, la organización prohibió a sus miembros usar Nitrox durante inmersiones de club, incluso si habían recibido formación previa en otro lugar. Pero los avances fueron rápidos. Cada vez más buzos descubrieron las ventajas del Nitrox y la presión sobre las organizaciones tradicionales aumentó. En mayo de 1995 BSAC levantó la prohibición y ese mismo año introdujo su propia formación para Nitrox. PADI también lanzó en 1995 un programa Enriched Air Diver, que desde 1996 estuvo más ampliamente disponible. Así, en solo algunos años desapareció la mayor resistencia dentro del mundo del buceo establecido. Lo que poco antes se había pintado como ‘gas vudú’ se convirtió rápidamente en una parte normal del buceo recreativo. La ciencia triunfó realmente sobre las preocupaciones infundadas. Hoy en día esa antigua discusión es casi difícil de imaginar. Nitrox es tan habitual en muchos centros de buceo como el aire comprimido común, y la certificación Enriched Air Nitrox es una de las especialidades más frecuentadas en varias organizaciones formadoras. Lo que hace unas décadas se consideraba exótico e incluso peligroso es ahora práctica diaria del buceo.
Este desarrollo histórico es interesante porque muestra que las novedades en el deporte del buceo no siempre son aceptadas de inmediato. Nuevas mezclas de gases y técnicas generan preguntas sobre seguridad, formación y equipo. A veces, esa precaución está justificada. Pero a menudo una técnica, tras años de investigación y experiencia, resulta mucho menos exótica de lo que se pensaba al principio. Como veremos más adelante, exactamente ese debate vuelve a darse hoy en torno al uso de hidrógeno como gas respirable para inmersiones extremadamente profundas.
4. Nitrox: más oxígeno, menos nitrógeno
Pero, ¿qué es exactamente ese Nitrox sobre el que antaño hubo tanta discusión? El nombre puede resultar algo confuso, pues cualquier combinación de nitrógeno (nitrogen) y oxígeno (oxygen) podría llamarse Nitrox, incluido el aire común. En el mundo del buceo, por Nitrox normalmente se entiende el Enriched Air Nitrox (EAN): aire cuyo contenido de oxígeno es superior al aproximadamente 21% que respiramos normalmente.
Mezclas comúnmente usadas son, por ejemplo, EAN32 y EAN36, con un 32% y un 36% de oxígeno respectivamente. La parte restante consiste principalmente en nitrógeno. Así, el EAN32 contiene alrededor de un 68% de nitrógeno en lugar del aproximadamente 79% del aire normal. Esa diferencia podría parecer insignificante, pero bajo el agua tiene importantes consecuencias.
Menos nitrógeno
La principal ventaja del Nitrox no es tanto que contenga más oxígeno, sino que contiene menos nitrógeno. Durante una inmersión, los tejidos de nuestro cuerpo absorben nitrógeno. La cantidad y velocidad con que esto ocurre dependen, entre otros factores, de la profundidad y duración de la inmersión. Cuando respiramos EAN32 en lugar de aire común a la misma profundidad, se expone nuestro cuerpo a una presión parcial de nitrógeno menor. Por ello, nuestro grado de descompresión se asemeja a una inmersión a menor profundidad. Esto se expresa con la profundidad equivalente al aire (Equivalent Air Depth, EAD): la profundidad a la que el aire común generaría la misma presión parcial de nitrógeno que la mezcla Nitrox usada.
Esto permite que los límites sin descompresión (no-decompression limits) sean considerablemente más largos con Nitrox que con aire. Esto es especialmente ventajoso en inmersiones repetidas y en aquellas inmersiones donde el LND es realmente el factor limitante. Sin embargo, Nitrox no hace al buzo inmune a la enfermedad por descompresión. Todavía absorbemos nitrógeno y debemos planificar y realizar nuestra inmersión conforme a tablas o computadoras de buceo adecuadas.
Más oxígeno
Pero lo que por un lado representa una ventaja, por otro lado ocasiona una nueva limitación. Si reducimos el porcentaje de nitrógeno añadiendo más oxígeno, la presión parcial de oxígeno (ppO₂) a cierta profundidad aumenta. En la superficie, el oxígeno en el aire común tiene una presión parcial de aproximadamente 0,21 bar. A 10 metros, donde la presión ambiental absoluta es aproximadamente 2 bar, eso se convierte en cerca de 0,42 bar. Cuanto más profundizamos, mayor es la presión parcial de oxígeno. Con Nitrox esto sucede más rápido. Por ejemplo, el EAN32 tiene en la superficie una ppO₂ de aproximadamente 0,32 bar. A 30 metros, con aproximadamente 4 bar de presión absoluta, ya es alrededor de 1,28 bar.
Así llegamos a uno de los principios más importantes del buceo con diferentes gases respiratorios: para nuestro cuerpo no solo importa el porcentaje de un gas, sino especialmente la presión parcial a la que estamos expuestos.
Fracciones y presiones parciales
La proporción de oxígeno en una mezcla gaseosa se llama fracción de oxígeno (FO₂). Para el aire común la FO₂ es aproximadamente 0,21; para EAN32 es 0,32 y para EAN36 0,36. Multiplicando la FO₂ por la presión ambiental absoluta, podemos determinar la presión parcial de oxígeno:
ppO₂ = FO₂ × presión absoluta
Como una ppO₂ demasiado alta incrementa el riesgo de toxicidad por oxígeno, no podemos usar una mezcla de Nitrox a profundidades ilimitadas. Cada mezcla tiene un Máxima Profundidad Operativa (MOD): la profundidad máxima en la que el gas puede usarse bajo la ppO₂ máxima elegida.
Para la parte activa de una inmersión, se suele planificar con un límite máximo de ppO₂ de 1,4 bar. Por ejemplo, con EAN32 esa limitación corresponde a un MOD de aproximadamente 34 metros. Para EAN36 es alrededor de 29 metros. En ciertas aplicaciones de descompresión, se acepta una ppO₂ más alta, a menudo hasta 1,6 bar, pero eso corresponde a procedimientos y formaciones específicas. Esto también implica que Nitrox no es un gas para simplemente bucear más profundo. Más bien es lo contrario: cuanto mayor es el porcentaje de oxígeno, menor es la profundidad máxima de uso.
No solamente la ppO₂ máxima es relevante. La duración de la exposición a la presión elevada de oxígeno también juega un papel. A altas ppO₂ puede producirse toxicidad aguda de oxígeno en el sistema nervioso central, comúnmente llamada toxicidad por oxígeno CNS. Bajo el agua, el riesgo de convulsiones es especialmente peligroso, porque puede conllevar a la pérdida del regulador y el ahogamiento. Además, la exposición prolongada a concentraciones altas de oxígeno puede dañar, entre otros órganos, los pulmones. Por eso en buceos técnicos y prolongados no solo se considera la ppO₂ máxima, sino también la exposición total al oxígeno durante una inmersión o varias. Para una típica inmersión recreativa con Nitrox, la computadora de buceo realiza gran parte de estos cálculos. Pero una computadora solo calculará correctamente si se ajusta el porcentaje correcto de oxígeno. Por eso un buzo con Nitrox debe siempre conocer realmente qué mezcla tiene en la botella.
Así, Nitrox nos ofrece una ventaja significativa, pero no gratis: menos nitrógeno nos da más tiempo de buceo, mientras que más oxígeno impone una nueva limitación en profundidad y tiempo de exposición. Precisamente ese equilibrio hace que Nitrox sea un excelente primer ejemplo de cómo podemos ajustar la composición de un gas respirable al propósito de una inmersión.
5. ¿Cómo se fabrica el Nitrox?
Que podamos bucear con Nitrox significa, por supuesto, que alguien debe fabricar primero esa mezcla gaseosa. Un compresor de buceo normal aspira aire del exterior y no cambia su composición: lo que entra por un lado, sale —tras filtrado y a alta presión— en prácticamente la misma proporción en la botella de buceo.
Para producir Nitrox debemos entonces o bien añadir oxígeno extra, o bien eliminar parte del nitrógeno del aire.
Existen diferentes métodos para ello. Qué método utiliza una estación de llenado depende, entre otros factores, de la cantidad de Nitrox producida, las mezclas deseadas y la instalación disponible.
Mezcla por presión parcial
Una de las formas tradicionales de hacer Nitrox es mediante la mezcla por presión parcial. En este método se introduce primero en la botella de buceo una cantidad de oxígeno puro calculada con precisión. Luego, la botella se completa con aire hasta la presión final deseada. Tras la mezcla se obtiene el porcentaje de oxígeno deseado. Por ejemplo, si queremos fabricar una botella con EAN32, el mezclador calcula cuántos litros de oxígeno se necesitan, tiene en cuenta cualquier gas que ya pueda haber en la botella, añade la cantidad necesaria de oxígeno y luego completa la botella con aire. La gran ventaja de este método es su flexibilidad. Se pueden crear mezclas muy variadas y los mismos principios se usan en la mezcla de gases técnicos para buceo. Por otro lado, el oxígeno puro a alta presión pasa directamente dentro de la botella y a través de partes de la instalación de llenado. Esto exige altos requisitos a los equipos usados y a la limpieza de la botella, válvula y otros componentes que entran en contacto con el oxígeno.
Mezcla en flujo continuo
En la mezcla en flujo continuo, el oxígeno se añade al aire aspirado antes de que este pase al compresor de alta presión. Una cantidad controlada de oxígeno se mezcla con aire ordinario y luego la mezcla completa se comprime mediante el compresor. La ventaja es que la botella de buceo no necesita ser llenada primero con oxígeno puro por separado. Además, una estación de llenado puede llenar de forma relativamente eficiente varias botellas con la misma mezcla. La desventaja es que el compresor trabaja con aire enriquecido con oxígeno. No todos los compresores o instalaciones son aptos para ello sin modificaciones. Por eso el porcentaje de oxígeno de la mezcla que entra al compresor debe controlarse cuidadosamente y la instalación debe estar diseñada y mantenida para este tipo de funcionamiento.
Sistemas de membrana
Un método muy distinto es el uso de un sistema de membranas. En este método no se añade oxígeno extra al aire. En cambio, una parte del nitrógeno del aire común se elimina. El aire pasa primero a baja presión a través de una membrana especial. Las diferentes moléculas de gas atraviesan la membrana a distintas velocidades. Esto permite producir un flujo de gas que contiene relativamente más oxígeno y menos nitrógeno. Este aire enriquecido con oxígeno se comprime luego hasta 200 o 300 bar mediante un compresor de alta presión. Los sistemas de membrana son especialmente interesantes para estaciones de llenado que producen grandes cantidades de Nitrox. Pueden suministrar Nitrox continuamente sin necesidad de mezclar en cada botella oxígeno puro por separado. La contrapartida es que la instalación es considerablemente más compleja y costosa que un compresor común y que existen límites en los porcentajes de oxígeno que pueden producirse con ella.
¿Cuál método es el mejor?
Aquí tampoco hay un único método ideal para todas las estaciones de llenado. Una estación pequeña que ocasionalmente produce diferentes mezclas puede tener otras necesidades que un gran centro de buceo que llena todos los días decenas de botellas con EAN32. En la práctica existen además variaciones y combinaciones de estos métodos.
Lo que todos los métodos tienen en común es que el resultado final debe ser fiable. El gas debe cumplir los requisitos para gas respirable y el porcentaje real de oxígeno debe ser conocido. Además, el hecho de que se utilice oxígeno adicional implica que ciertos componentes de la instalación de llenado, la botella de buceo o la válvula pueden estar sujetos a requisitos adicionales.
Más adelante en este artículo veremos cómo controlamos la mezcla final, por qué se marcan las botellas de Nitrox y cuándo el equipo debe ser "oxygen clean" o "oxygen compatible".
6. Trimix: helio para mayores profundidades
En Nitrox reemplazamos parte del nitrógeno por oxígeno extra. Esto funciona bien mientras permanecemos dentro de la profundidad en la que la mayor concentración de oxígeno puede usarse con seguridad. Pero cuando queremos bucear más profundo, nos topamos con un problema. Queremos menos nitrógeno por la narcosis y la densidad del gas, pero no podemos reemplazar nitrógeno ilimitadamente por oxígeno: la presión parcial del oxígeno sería demasiado alta y tendríamos riesgo de intoxicación por oxígeno.
Para inmersiones más profundas necesitamos por eso un tercer gas. En la práctica, casi siempre es helio (He).
Una mezcla de oxígeno, nitrógeno y helio se llama Trimix. El nombre hace referencia justamente a los tres gases de la mezcla. En general, en Trimix se indican dos números. Por ejemplo, Trimix 18/45 contiene un 18% de oxígeno y un 45% de helio. El resto, en este caso aproximadamente un 37%, es nitrógeno.
Agregar helio tiene dos ventajas importantes. Primero, el helio tiene mucho menos efecto narcótico que el nitrógeno. Al reemplazar parte del nitrógeno por helio, se puede reducir la carga narcótica a mayor profundidad.
En segundo lugar, el helio es un gas mucho más ligero que el nitrógeno. Esto se vuelve importante a medida que descendemos. Como vimos anteriormente, la densidad de un gas respirable aumenta con la presión ambiental. Un gas más denso requiere más esfuerzo para pasar por nuestro regulador y vías respiratorias. Al reemplazar parcialmente el nitrógeno por el mucho más ligero helio, podemos limitar la densidad del gas y, por tanto, el trabajo respiratorio.
Trimix normóxico e hipóxico
No todas las mezclas Trimix contienen la misma cantidad de oxígeno. Para inmersiones técnicas menos extremas se puede usar Trimix normóxico. En esta mezcla permanece suficiente oxígeno para poder respirar el gas en la superficie o cerca de ella, mientras se añade helio para reducir la cantidad de nitrógeno. Por ejemplo, Trimix 21/35 contiene 21% de oxígeno (igual que el aire común comprimido), 35% de helio y 44% de nitrógeno (considerablemente menos que en el aire comprimido normal).
Para inmersiones muy profundas se usa Trimix hipóxico. Aquí no solo se reduce el porcentaje de nitrógeno, sino también el de oxígeno. A primera vista puede sonar extraño: necesitamos oxígeno para vivir. Sin embargo, a gran profundidad, la alta presión ambiental hace que incluso un porcentaje relativamente pequeño de oxígeno produzca una presión parcial de oxígeno suficientemente alta.
Un claro ejemplo de Trimix hipóxico es Trimix 10/70: 10% oxígeno, 70% helio y 20% nitrógeno. En la superficie la presión parcial de oxígeno de esta mezcla es demasiado baja para poder respirar con seguridad. Sin embargo, a mayor profundidad esta presión de oxígeno aumenta. Con una presión parcial mínima de ppO₂ de 0,18 bar, este límite se alcanza aproximadamente a 8 metros, mientras que con una ppO₂ máxima de 1,4 bar la profundidad máxima de uso es de 130 metros. Esto no significa que el gas sea adecuado sin más en todo ese rango: la profundidad real de uso y los cambios de gas deben planificarse cuidadosamente.
Aquí vemos nuevamente por qué en el buceo técnico no solo es importante el porcentaje de un gas, sino especialmente la presión parcial a la profundidad en la que se usa. La misma mezcla Trimix puede ser perfectamente adecuada a gran profundidad, mientras que en la superficie tiene demasiado poco oxígeno.
Heliox
Si eliminamos completamente el nitrógeno de la mezcla, nos queda una combinación de solo oxígeno y helio. A esto se le llama Heliox. El Heliox está asociado principalmente con operaciones comerciales y de buceo muy profundas y tiene un papel mucho menor dentro del buceo recreativo y técnico convencional que el Trimix.
El helio no es siempre mejor
Sería tentador pensar que para inmersiones profundas simplemente deberíamos reemplazar tanto nitrógeno como sea posible por helio. No es tan sencillo.
El helio también tiene desventajas, aparte del costo. Como el helio conduce el calor mucho mejor que el aire, también puede contribuir a la pérdida de calor, por ejemplo, cuando se usa como gas del traje. El helio también afecta la planificación de la descompresión: una inmersión en Trimix requiere por tanto otros cálculos de gas y procedimientos de descompresión que una inmersión comparable con aire o Nitrox.
A profundidades extremas aparece además otro problema: el Síndrome Neurológico por Alta Presión (High Pressure Nervous Syndrome, HPNS). Este fenómeno neurológico se observa principalmente en inmersiones profundas con helio a partir de aproximadamente 150 metros y más. Los síntomas pueden incluir temblores, espasmos musculares y disminución del rendimiento motor y cognitivo. No solo la profundidad, sino también la velocidad a la que el buceador es comprimido juega un papel importante. Para el buceo técnico deportivo normal, el HPNS es apenas relevante; se vuelve una limitación sobre todo en inmersiones extremadamente profundas y de saturación.
Por tanto, el Trimix vuelve a desplazar los límites de lo que es posible, pero no los elimina. Al añadir helio podemos reducir el efecto narcótico y la densidad de nuestro gas respirable y, por ello, llegar responsablemente a mayores profundidades. A cambio, surgen nuevas complicaciones: mayores costos, descompresión y planificación de gases más complejas, y finalmente, nuevas limitaciones fisiológicas.
Y tan pronto como diferentes gases solo son utilizables dentro de ciertos rangos de profundidad, surge naturalmente la siguiente pregunta: ¿cómo llevar diferentes gases en una sola inmersión y cuándo usar cada uno?
7. Una inmersión, varios gases respirables
En una inmersión recreativa normal es sencillo: comenzamos la inmersión con una botella de aire o Nitrox y respiramos el mismo gas durante toda la inmersión. En el buceo técnico esto no tiene por qué ser así en absoluto. Un buceador técnico puede llevar varias botellas con diferentes gases respirables y cambiar de gas varias veces durante la inmersión.
Esto tiene una razón sencilla: el gas respirable ideal cambia con la profundidad. Un gas adecuado para respirar a 70 metros no es necesariamente el mejor gas a 20 o a 6 metros. A la inversa, un gas muy eficaz a 6 metros puede resultar mortal a 40 metros. Por ello, los diferentes gases respirables pueden tener cada uno una función propia. Dependiendo de la función que cumple el gas dentro de la planificación de una inmersión técnica, hablamos de bottom gas (gas de fondo), travel gas (gas de desplazamiento) y deco gas (gas de descompresión).
Gas de fondo
El gas de fondo es el gas respirable que se usa durante la parte profunda de la inmersión. En inmersiones técnicas menos profundas puede ser aire o Nitrox, pero en profundidades mayores se suele utilizar Trimix. La composición se elige para la profundidad máxima planificada. Se tiene en cuenta, entre otras cosas, la presión parcial de oxígeno, la carga narcótica y la densidad del gas. En inmersiones muy profundas, el porcentaje de oxígeno del gas de fondo puede ser tan bajo que la mezcla en superficie no puede respirarse con seguridad. Este tipo de gas respirable se denomina Trimix hipóxico.
Gas de desplazamiento
En ese caso puede ser necesario un gas de desplazamiento. El buzo comienza la inmersión con un gas que puede respirarse con seguridad en superficie y durante la primera parte del descenso. Solo cuando se alcanza suficiente profundidad, se cambia al gas de fondo hipóxico. Durante el ascenso puede aplicarse el mismo principio en sentido inverso. Tan pronto como el gas de fondo deja de ser el más adecuado, el buzo vuelve a cambiar al gas de desplazamiento. En inmersiones complejas y extremadamente profundas, pueden usarse incluso dos o más gases de desplazamiento diferentes.
Gas de descompresión
Durante la descompresión queremos justamente inhalar la menor cantidad posible de gases inertes — nitrógeno y helio. Por eso para las paradas de descompresión se usan a menudo mezclas de Nitrox con un alto porcentaje de oxígeno. Un gas de descompresión muy usado es, por ejemplo, EAN50, con un 50 % de oxígeno. A poca profundidad también puede usarse oxígeno puro al 100 %. Debido a la mayor concentración de oxígeno disminuye la presión parcial de los gases inertes en los pulmones, lo que favorece la eliminación de nitrógeno y helio de los tejidos y permite acortar el tiempo necesario de descompresión. Sin embargo, esto no significa que un gas más rico en oxígeno siempre sea mejor. EAN50 tiene una profundidad máxima de uso y el oxígeno puro solo puede usarse con seguridad a poca profundidad debido a su alta presión parcial de O₂. Por ello el gas de descompresión debe ajustarse a la profundidad en que se realiza el cambio de gas.
El gas adecuado a la profundidad correcta
Así, un buzo técnico puede comenzar una inmersión con EAN32 como gas de desplazamiento, luego cambiar a una mezcla de Trimix como gas de fondo a mayor profundidad, y durante el ascenso volver a cambiar a EAN32. Desde 21 metros el buzo puede usar EAN50 para la descompresión, para luego pasar a oxígeno al 100 % en 6 metros para las últimas paradas de descompresión. En inmersiones más complejas y profundas pueden llevarse aún más mezclas diferentes. Esto convierte el cambio de gas en un momento crítico durante una inmersión técnica. Respirar de forma accidental un gas con alto porcentaje de oxígeno a la profundidad equivocada o coger el regulador equivocado puede tener consecuencias graves en poco tiempo. De manera opuesta, cambiar a un gas hipóxico a profundidad insuficiente puede provocar inconsciencia por falta de oxígeno.
Por eso los cilindros stage y de descompresión se marcan claramente y los buzos técnicos siguen procedimientos estrictos antes de cambiar de gas. Un buzo no solo comprueba qué botella tiene delante, sino también qué gas contiene y si resulta seguro respirar ese gas a la profundidad actual. Además, los reguladores pueden distinguirse visualmente entre sí. Para gases ricos en oxígeno para descompresión se suelen usar mangueras verdes y otras partes verdes. Para Trimix y otros gases también existen distintas convenciones de colores, pero no hay un código de colores universal en el que un buzo pueda confiar con seguridad. Por eso la identificación real se hace mediante el marcado del cilindro, el análisis de la mezcla de gas y la profundidad máxima de uso (MOD), no solo por el color de la manguera.
Y aquí encontramos un problema práctico importante. Por fuera no se puede saber si una botella contiene aire, EAN32, EAN50 o Trimix 18/45. Antes de usar dicho gas, debemos poder establecer de forma fiable qué contiene realmente la botella.
8. Medir, marcar y usar de forma segura
No se puede ver qué contiene un gas respiratorio. Tampoco se puede oler ni saborear. El oxígeno, el nitrógeno y el helio son todos incoloros, inodoros y insípidos. Por eso, también las mezclas de estos gases no pueden distinguirse unas de otras con nuestros sentidos. El aire normal, EAN32, EAN50 y Trimix 18/45 pueden parecer igual, oler igual y tener el mismo sabor, aunque sus propiedades bajo presión difieran mucho. Y como vimos en el capítulo anterior, respirar el gas equivocado a la profundidad equivocada puede ser mortal. Por eso, los gases especiales deben analizarse, identificarse y manejarse con mucho cuidado.
Medición del oxígeno
Con Nitrox queremos saber principalmente cuánto oxígeno contiene realmente el gas. Para eso usamos un analizador de oxígeno. La mayoría de los analizadores portátiles en el mundo del buceo utilizan un sensor electroquímico de oxígeno. Cuando el oxígeno llega al sensor, ocurre una reacción química que produce una pequeña corriente eléctrica. La intensidad de esta señal está relacionada con la presión parcial del oxígeno y el equipo puede convertirla a un porcentaje de oxígeno.
Antes de realizar la medición, el analizador debe calibrarse. Esto se suele hacer con aire normal, del cual sabemos que contiene aproximadamente un 20,9% de oxígeno. Luego el buceador hace pasar un flujo de gas controlado y tranquilo de la botella a analizar por el sensor y lee el porcentaje de oxígeno. Esta medición es más importante de lo que parece a primera vista. La diferencia, por ejemplo, entre EAN32 y EAN36 afecta tanto al cálculo de descompresión como a la profundidad máxima de uso. Un porcentaje de oxígeno incorrecto en la computadora de buceo significa que esta calcula con datos erróneos. Por eso, un buceador Nitrox debe analizar él mismo el gas que va a usar. El hecho de que alguien haya escrito ya un porcentaje en la botella en la estación de llenado no sustituye esta comprobación propia.
Además, los sensores de oxígeno no duran para siempre. La reacción química en un sensor electroquímico consume lentamente el material del sensor, incluso cuando el analizador apenas se usa. En muchos analizadores, un sensor tiene una vida útil esperada de unos año y medio a dos años, dependiendo del tipo de sensor, el uso y las condiciones en las que se guarda. Después hay que reemplazar el sensor. Por lo tanto, un sensor de oxígeno es un consumible, no una pieza que dura indefinidamente.
Medición del helio
Con Trimix, una medición del oxígeno no es suficiente. También queremos saber cuánto helio contiene la mezcla. Para ello existen analizadores de helio y analizadores combinados O₂/He. Un analizador de helio funciona bajo un principio diferente al sensor electroquímico normal de oxígeno. Hay varios métodos de medición. Algunos analizadores usan la conductividad térmica del gas. El helio conduce el calor mucho mejor que el nitrógeno o el oxígeno. Midiendo la velocidad a la que se disipa el calor a través del gas, el analizador puede determinar el contenido de helio.
Otro método es la medición sónica o acústica. En este, el analizador mide la velocidad a la que se propaga el sonido a través de la mezcla gaseosa. La velocidad del sonido depende mucho de la composición del gas y es mucho mayor en helio que en aire común. Comparando la velocidad del sonido medida con valores conocidos, el aparato puede calcular cuánto helio hay en la mezcla.
Ambos métodos determinan indirectamente el contenido de helio a partir de una propiedad física del gas. Los analizadores combinados O₂/He incluyen además un sensor separado de oxígeno, de modo que se pueden determinar tanto el porcentaje de oxígeno como el de helio. La parte restante de una mezcla Trimix normal se puede calcular luego como nitrógeno.
Por ejemplo, en un Trimix 18/45 mediríamos aproximadamente un 18% de oxígeno y un 45% de helio. La parte restante—alrededor del 37%—consiste entonces principalmente en nitrógeno. Igual que con Nitrox, un análisis correcto es esencial para planificar la inmersión. Un porcentaje de oxígeno o helio incorrecto afecta, entre otras cosas, la ppO₂, la carga narcótica, la densidad del gas y los cálculos de descompresión.
Marcar y reconocer
Después del análisis debe quedar claro qué contiene la botella. Por eso, los cilindros de Nitrox, Trimix y descompresión se marcan con información relevante sobre la mezcla gaseosa. Dependiendo de los procedimientos de la estación de llenado y de las normas de la formación utilizada, se pueden indicar, por ejemplo, el porcentaje de oxígeno medido, el porcentaje de helio, la MOD, la fecha del análisis y el nombre o iniciales de la persona que analizó el gas.
Para los buceadores técnicos, la marca MOD es especialmente importante. En los cilindros stage y de descompresión, esta suele aplicarse de forma grande y clara, para que el buceador pueda comprobar rápidamente durante el cambio de gas bajo el agua si tiene el gas correcto para la profundidad correspondiente. Se pueden usar colores y reguladores de colores como ayuda visual adicional, pero nunca deben reemplazar el análisis del gas y el marcado claro del cilindro.
Limpieza para oxígeno y compatibilidad con oxígeno
Un alto porcentaje de oxígeno requiere no solo mayor atención por parte del buceador, sino también de quien llena el gas y del equipo con el que se realiza. El oxígeno en sí no es combustible, pero apoya la combustión de manera muy intensa. Materiales que en aire normal apenas representan un problema pueden inflamarse mucho más fácilmente y arder violentamente en un ambiente con alta concentración de oxígeno. Especialmente el aceite, la grasa y otras determinadas impurezas representan un riesgo. Por eso, el equipo que está en contacto con altas concentraciones de oxígeno se selecciona, limpia y mantiene especialmente.
El término "oxygen clean" significa que un componente ha sido limpiado según un procedimiento adecuado para eliminar impurezas que podrían presentar riesgo de ignición en un entorno rico en oxígeno. Esto es distinto de "oxygen compatible". Este término se refiere a si los materiales usados son apropiados para la aplicación específica de oxígeno. Un componente puede estar limpio sin que todos los materiales empleados sean automáticamente adecuados para cualquier aplicación con oxígeno. Por otro lado, los materiales compatibles con oxígeno apenas sirven si el sistema está contaminado con aceite o grasa. Para uso seguro, la elección de materiales, la limpieza, la presión, la concentración de oxígeno y la forma en que se utiliza el equipo deben ajustarse entre sí.
Qué equipo exactamente debe ser "oxygen clean" y a partir de qué porcentaje de oxígeno se aplican requisitos adicionales, depende del método de llenado usado, el equipo, normas y procedimientos. Por ejemplo, en la mezcla por presión parcial, oxígeno puro a alta presión va directamente al cilindro de buceo. Esto exige requisitos diferentes que un sistema en el que sólo circula un gas premexclado con un porcentaje mucho más bajo de oxígeno a través de ciertas partes.
Esta es también la razón por la que llenar y mezclar Nitrox y Trimix no es simplemente añadir algo de oxígeno o helio a una botella. Detrás de una botella de gas respirable correctamente marcada hay toda una cadena de equipo adecuado, procedimientos correctos, análisis precisos y control por parte del propio buceador.
9. La formación correcta para cada gas
Que existan tantos gases diferentes para respirar no significa que cualquier buceador certificado pueda usarlos sin más. Para el uso de Nitrox, gases de descompresión, Trimix y rebreathers existen formaciones específicas, al igual que para la producción y mezcla de gases especiales. A medida que las inmersiones se vuelven más complejas, cada vez se trata menos solo del gas respirable y más de la planificación del buceo, la descompresión, la configuración del equipo y el manejo de problemas bajo el agua.
Para los buceadores recreativos, esto generalmente comienza con la formación Enriched Air Nitrox. En ella, el buceador aprende, entre otras cosas, cuáles son las ventajas y limitaciones del Nitrox, cómo calcular la exposición a oxígeno y el MOD, cómo analizar y marcar una botella de Nitrox y cómo ajustar correctamente el porcentaje medido de oxígeno en el ordenador de buceo. Las formaciones recreativas de Nitrox normalmente se basan en mezclas con un máximo del 40% de oxígeno. Sin embargo, esto no convierte a la persona en un buceador técnico. Una inmersión recreativa con Nitrox normalmente se sigue planificando dentro de los límites sin descompresión: el buceador puede en principio ascender directamente a la superficie en cualquier momento sin paradas de descompresión obligatorias.
En las formaciones técnicas eso cambia. Los buceadores aprenden a planificar inmersiones en las que durante el ascenso se realizan conscientemente paradas de descompresión y en las que se pueden llevar diferentes gases respirables. Las formaciones suelen denominarse Advanced Nitrox, Procedimientos de Descompresión, Rango Extendió o Buceo Técnico, según la organización de entrenamiento. Se abordan temas como la planificación de gases, descompresión escalonada, exposición al oxígeno, múltiples cilindros y cambios de gas, equipo redundante y procedimientos para afrontar fallas y otros problemas.
Para inmersiones técnicas más profundas, se realizan formaciones en el uso de Trimix. A menudo se distingue entre formaciones para Trimix normóxico e hipóxico, aunque los nombres exactos, límites y estructura del curso varían según la organización de entrenamiento. El buceador aprende así no solo a manejar oxígeno y nitrógeno, sino también helio, densidad del gas, carga narcótica y las consecuencias de esto para la planificación de la descompresión.
Además de las formaciones para el uso de gases respiratorios especiales, también existen formaciones específicas para su mezcla. En un curso de Mezclador de Gas Nitrox se aprende cómo se produce aire enriquecido con oxígeno, qué métodos de mezcla existen y qué medidas de seguridad son necesarias al trabajar con altas concentraciones de oxígeno. Entre otros temas se abordan la compatibilidad con el oxígeno, la limpieza del oxígeno, el cálculo de proporciones de mezcla, el análisis de mezclas de gas y el manejo seguro de equipos de llenado. Un curso de Mezclador de Gas Trimix va un paso más allá. En él se aprende a componer mezclas de oxígeno, nitrógeno y helio, teniendo en cuenta la presión final deseada, la composición de los gases disponibles y la precisión de los cálculos de mezcla. También el control y la documentación de las mezclas finales de gas es una parte importante. Los métodos de mezcla que realmente se enseñan varían según la organización de formación y el curso. Un certificado para bucear con Nitrox o Trimix no significa automáticamente que alguien esté formado para mezclar esos gases por sí mismo.
Además, existe una línea de formación distinta para los circuitos cerrados (rebreathers). En un rebreather de circuito cerrado (CCR), el gas exhalado no se libera al agua, sino que se reutiliza. El dióxido de carbono se elimina del gas respirado y se añade oxígeno para mantener la presión de oxígeno deseada en el circuito respiratorio. Esto requiere procedimientos, equipos y escenarios de emergencia muy diferentes. También existen rebreathers de circuito semicerrado (SCR), en los cuales una parte del gas exhalado se reutiliza, pero se evacua continuamente una pequeña cantidad de gas y se reemplaza por gas fresco. Ambos sistemas requieren procedimientos, equipos y escenarios de emergencia muy diferentes a los del buceo convencional de circuito abierto. Las formaciones en rebreather suelen ser específicas para cada aparato: no se aprende a bucear con cualquier rebreather de manera general, sino que la formación es para un modelo específico, por ejemplo un rEvo CCR o un Mares Horizon SCR. Quien luego quiera bucear con otro tipo de rebreather suele necesitar una formación adicional (crossover). Para inmersiones profundas con CCR puede usarse Trimix como diluyente, con lo que finalmente la formación en rebreather y en Trimix están relacionadas.
Qué certificaciones son necesarias exactamente, y qué profundidades máximas, porcentajes de oxígeno y mezclas de gas corresponden, varía según la organización formadora. Más importante es el principio general: cada paso siguiente requiere conocimientos y habilidades adicionales. Un certificado de Aire Enriquecido Nitrox no da automáticamente a alguien el conocimiento para usar EAN50 como gas de descompresión, y la experiencia en inmersiones de descompresión no confiere por sí sola la competencia para utilizar Trimix hipoxico. Para un Divemaster no es necesario haber realizado todas estas formaciones técnicas. Sin embargo, hay que entender que detrás de las diferentes botellas, mezclas de gas y configuraciones que observas en buceadores técnicos hay una formación específica y una planificación de la inmersión. Una botella extra con EAN50 o oxígeno no es simplemente una botella de aire adicional, y una mezcla Trimix hipoxica no es un gas que un buceador pueda usar sin la formación adecuada.
10. El problema con el helio
El helio tiene propiedades que lo hacen particularmente adecuado para inmersiones profundas. Es ligero, casi no es narcótico y puede reducir considerablemente la densidad del gas respirado. Pero el helio tiene una desventaja práctica importante: es caro y relativamente escaso.
Esto puede parecer extraño, ya que el helio es, después del hidrógeno, el elemento más común en el universo. En la Tierra, la situación es diferente. El helio es un gas extremadamente ligero y, una vez en la atmósfera, puede escapar eventualmente al espacio. Por lo tanto, no podemos obtenerlo fácilmente del aire como el nitrógeno y el oxígeno. El helio que usamos industrialmente proviene principalmente de ciertos yacimientos subterráneos de gas natural donde se ha acumulado durante millones de años. Se produce allí, entre otras cosas, por la desintegración radiactiva de uranio y torio en las rocas. Sólo algunos yacimientos tienen suficiente helio para que su extracción sea económicamente viable. Por eso, las reservas de helio que pueden explotarse a costos razonables son limitadas.
Además, los buceadores representan solo un grupo muy pequeño de usuarios de helio. El gas es también importante para equipos médicos, investigación científica y la industria de semiconductores. La combinación de una demanda mundial creciente, una capacidad de producción limitada y frecuentes interrupciones en el suministro ha incrementado enormemente el precio del helio en las últimas décadas.
Sobre todo desde aproximadamente 2005–2010 se observa claramente ese aumento. Alrededor de 1970, el helio en el mercado mayorista estadounidense costaba aproximadamente unos $0,75 por cada 1.000 litros. Alrededor del año 2000, era un poco menos de $2 por cada 1.000 litros, pero en 2021 el precio ya había subido a aproximadamente $7,40 por 1.000 litros y en 2025 el precio base estimado rondaba los $11,65 por 1.000 litros. Además, estos son precios mayoristas: lo que un buceador finalmente paga por el helio en una estación de llenado es considerablemente más alto debido al transporte, almacenamiento, alquiler de cilindros y otros costes. Hoy, en 2026, como usuario final se paga rápidamente entre US$0,10 y US$0,20 por litro de helio, dependiendo de dónde en el mundo se compre el gas. Si consideramos que un gas común para fondo como Trimix 21/35 en un cilindro estándar de 11 litros, lleno a 200 bar, contiene aproximadamente 770 litros de helio, podemos entender que para un solo llenado de Trimix se puede fácilmente pagar entre US$100 y US$150.
A corto plazo, el precio del helio puede subir o bajar, pero hay pocas razones para esperar que el helio vuelva a ser un gas barato. Las reservas económicamente explotables y la capacidad de producción son limitadas y concentradas en un número relativamente pequeño de países, principalmente Estados Unidos, Qatar, Argelia y Rusia, mientras que la demanda desde la tecnología médica, la ciencia y la industria de semiconductores sigue siendo alta.
En el buceo de circuito abierto, cada bocanada exhalada se libera como burbujas en el agua. El helio por el que el buceador pagó desaparece tras una sola respiración. Cuanto más profunda es la inmersión, mayor es este problema. Debido a la mayor presión ambiental, un buceador de circuito abierto consume mucho más gas a profundidad que en superficie. A 70 metros, la presión ambiental es aproximadamente ocho veces mayor que en superficie. Por lo tanto, una bocanada de un litro consume allí alrededor de ocho litros de gas del suministro del buceador. A los precios mencionados, solo el helio en una sola bocanada de Trimix 18/45 cuesta aproximadamente entre $0,35 y $0,70. Con un esfuerzo importante y bocanadas mayores, eso puede superar un dólar por bocanada. Una inmersión profunda con Trimix puede consumir grandes cantidades de helio y volverse considerablemente costosa solo por el gas respirado.
El elevado precio del helio es una razón importante por la que los rebreathers se han vuelto cada vez más atractivos dentro del buceo técnico. En circuito abierto, cada bocanada —y con ella el valioso helio— se pierde en forma de burbujas hacia la superficie. Cuanto más profunda la inmersión, más rápido sucede esto. Un rebreather de circuito cerrado (CCR) hace exactamente lo contrario: el gas exhalado circula en gran parte dentro de un circuito de respiración cerrado. Se elimina el dióxido de carbono y se añade oxígeno para reponer el oxígeno consumido por el cuerpo. Solo se deben reemplazar pequeñas cantidades de gas que desaparecen del circuito respiratorio, por ejemplo durante el descenso, para desempañar la máscara o cuando se libera gas.
Esto permite que un CCR durante una inmersión profunda utilice una fracción del helio que un buceador de circuito abierto necesitaría para la misma inmersión. A medida que el helio se vuelve más caro, esta ventaja económica se hace cada vez mayor. Esta es una de las razones por las que los rebreathers han ganado cada vez más importancia en el buceo profundo y técnico en los últimos años. El precio mucho más alto de compra de un CCR puede para un buceador técnico activo amortizarse parcialmente gracias a los costos mucho más bajos del Trimix.
Así, un rebreather no es simplemente una solución barata para un Trimix costoso. El sistema es considerablemente más complejo, requiere formación y mantenimiento específicos e introduce riesgos completamente nuevos. Pero para los buceadores que realizan inmersiones profundas con helio con regularidad, el consumo mucho menor de helio puede ser una razón práctica y económica importante para elegir finalmente un CCR.
11. ¿Qué pasa si reemplazamos el helio por otro gas?
Si el helio es tan caro y escaso, surge una pregunta obvia: ¿no podemos reemplazarlo por otro gas?
No hay muchas alternativas. Piensa en la Tabla de Mendeléyev, la tabla periódica que probablemente alguna vez tuviste frente a ti en clase de química. En ella están ordenados todos los elementos químicos conocidos. La mayoría de ellos no son gases en condiciones normales. De los 118 elementos conocidos, solo once son gases a temperatura y presión normales: hidrógeno (H₂), nitrógeno (N₂), oxígeno (O₂), flúor (F₂), cloro (Cl₂) y los seis gases nobles: helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn).
Oxígeno, nitrógeno y helio ya los conocemos. Por lo tanto, quedan sólo otros ocho “candidatos”. Sin embargo, la mayoría de ellos se descartan inmediatamente. Algunos son tóxicos o extremadamente reactivos, otros son demasiado pesados o tienen un efecto narcótico fuerte bajo presión.
De estos once, podemos descartar el flúor. Es extremadamente reactivo, corrosivo y muy tóxico al inhalarse. El cloro también es muy tóxico y puede dañar gravemente las vías respiratorias y los pulmones. Esto sucede incluso a las relativamente bajas presiones parciales a las que alguien puede estar expuesto en la superficie. Como componente de un gas respirable, la presión parcial aumentaría durante el descenso con la presión ambiental. Ambos gases son, por tanto, totalmente inadecuados como gases respirables.
Luego tenemos los gases nobles. Podemos sacar inmediatamente el radón de la lista: aunque químicamente es casi inerte, es radiactivo y por supuesto no es un candidato serio para un gas respirable. El criptón y el xenón son químicamente prácticamente inertes, pero para inmersiones profundas tienen las propiedades equivocadas. Son mucho más pesados que el nitrógeno y tienen un fuerte efecto narcótico bajo presión. El xenón es incluso tan narcótico que se usa como anestésico en medicina. En lugar de disminuir la narcótica y la alta densidad del gas del nitrógeno, el criptón y el xenón sólo agravarían esos problemas.
El argón tiene desventajas similares. No es tóxico en sí mismo, pero bajo presión tiene un efecto narcótico más fuerte que el nitrógeno y además es considerablemente más denso que el aire. Por lo tanto, como sustituto del helio, aumentaría los problemas con la narcótica y el esfuerzo respiratorio. Sin embargo, el argón tiene una aplicación en el buceo técnico: a veces se utiliza para inflar los trajes secos, porque conduce el calor relativamente mal y puede servir como gas aislante, pero no como gas respirable.
El neón es un candidato más interesante. Es mucho más ligero que el nitrógeno, apenas narcótico y ha sido realmente investigado como gas respirable para inmersiones profundas. Sin embargo, tiene pocas ventajas prácticas en comparación con el helio. El neón es considerablemente más pesado que el helio y además mucho más escaso y caro. Por lo tanto, generaría un gas respirable más caro, con una mayor densidad del gas. Obtienes menos por más dinero. Por eso también podemos descartar el neón de nuestra lista.
Queda un candidato notable más: el hidrógeno. El hidrógeno es el gas más ligero que existe. Está en la parte superior de la Tabla de Mendeléyev, con número atómico 1. Es el átomo más simple y ligero que existe: un protón con un electrón girando a su alrededor. Al igual que el oxígeno (O₂) y el nitrógeno (N₂), el hidrógeno (H₂) no existe en condiciones normales como átomos sueltos, sino como moléculas formadas por dos átomos del mismo elemento. A este tipo de molécula la llamamos molécula diatómica. Como gas, el hidrógeno tiene una densidad extremadamente baja, incluso alrededor de la mitad que la del helio. Por tanto, a primera vista parece un candidato especialmente atractivo para inmersiones profundas, donde la creciente densidad del gas y el esfuerzo respiratorio son un problema importante.
Sólo hay un problema bastante importante: el hidrógeno es muy combustible. En combinación con suficiente oxígeno puede formarse una mezcla explosiva. Por supuesto, el oxígeno es el gas que un buceador necesita para sobrevivir. Por lo tanto, combinar ambos gases requiere un enfoque completamente diferente para las mezclas de gases, el equipo y las medidas de seguridad, distinto al que conocemos del aire, Nitrox o Trimix.
Sin embargo, esto no significa que el hidrógeno como gas respirable sea sólo una idea teórica. Se ha experimentado con él durante más de ochenta años, tanto en mezclas con oxígeno (Hydrox) como en mezclas con helio y oxígeno (Hydreliox). El ingeniero sueco Arne Zetterström ya realizó pruebas durante la Segunda Guerra Mundial, pero falleció en una inmersión experimental en 1945. Posteriormente, la investigación fue continuada, entre otros, por la Marina estadounidense y la empresa francesa de buceo profundo COMEX. Esta última empresa hizo que en 1988 buceadores profesionales trabajaran con gases respirables que contenían hidrógeno a más de 500 metros de profundidad en el Mar Mediterráneo. Sin embargo, la investigación se limitó en gran medida a programas especializados de buceo profundo militar y comercial.
En febrero de 2023 tuvo lugar en Nueva Zelanda un experimento que quizás abrió un nuevo capítulo en el buceo técnico. El buceador de cuevas australiano y anestesiólogo Richard Harris, conocido internacionalmente por su papel en el rescate de los niños futbolistas tailandeses en 2018, quiso investigar si el hidrógeno podía ayudar a bucear aún más profundo que con las mezclas convencionales de Trimix.
El lugar era la Pearse Resurgence, un impresionante sistema de cuevas profundas en la Isla Sur de Nueva Zelanda. Harris y su equipo, los Wetmules, habían alcanzado allí en 2020 una profundidad de 245 metros. Sin embargo, surgió un problema: a gran profundidad Harris experimentó temblores incontrolables (tremores), causados por el Síndrome Neurológico de Alta Presión (HPNS). Este es un síndrome neurológico que puede presentarse bajo presiones extremas y puede causar entre otros síntomas mareos, problemas de coordinación y alteraciones en la motricidad.
Pero HPNS no era el único problema. A esas profundidades extremas, el esfuerzo respiratorio también se convierte en un desafío cada vez mayor. Cuando un buzo inhala, el gas respiratorio debe fluir a través del regulador, las mangueras y las vías respiratorias hasta los pulmones. Durante ese proceso, el gas encuentra resistencia. Esa resistencia depende, entre otras cosas, de dos propiedades: la densidad y la viscosidad (espesor) del gas. Cuanto más denso es el gas, mayor energía se necesita para moverlo. Y cuanto mayor es la viscosidad, más resistencia encuentra al pasar por conductos estrechos. A gran profundidad, el problema principal es la creciente densidad del gas, debido a que el gas se comprime bajo presiones cada vez más altas. Como resultado, el buzo debe hacer un esfuerzo mayor para inhalar y exhalar suficiente gas a sus pulmones.
Para combatir el HPNS, a veces se añade una pequeña cantidad de nitrógeno a las mezclas de helio para buceo profundo. El efecto narcótico del nitrógeno puede aliviar los síntomas neurológicos, pero el nitrógeno es mucho más pesado que el helio y por ende aumenta la densidad del gas. Así surge un dilema complicado: lo que ayuda contra HPNS hace que respirar sea más difícil.
El hidrógeno podría abordar ambos problemas al mismo tiempo. Tiene una densidad y viscosidad aún más bajas que el helio, pero al mismo tiempo posee un leve efecto narcótico que posiblemente pueda suprimir los síntomas del HPNS. La gran pregunta, por supuesto, era si esas ventajas compensaban los riesgos de usar un gas inflamable en un rebreather.
El 14 de febrero de 2023, Harris y su compañero de buceo Craig Challen descendieron a 230 metros. Harris usó una configuración especialmente adaptada con dos rebreathers independientes. Desde aproximadamente 200 metros empezó a añadir hidrógeno a su gas respiratorio. En la profundidad máxima, respiró una mezcla estimada de aproximadamente 3% de oxígeno, 59% de helio y 38% de hidrógeno: un gas experimental sin nitrógeno, pero con hidrógeno junto a helio (Hydreliox).
Y entonces sucedió algo notable. Los temblores que Harris había sentido desde unos 180 metros desaparecieron. Pudo moverse con calma y controladamente. El gas se sentía normal y no aparecieron problemas perceptibles inmediatos.
Tras una inmersión de unas trece horas, de las cuales la mayor parte fue descompresión, ambos buzos regresaron a la superficie con seguridad. El experimento no demostró que el hidrógeno pueda usarse de manera segura como gas respiratorio en adelante, pero sí que era posible bajo estas condiciones específicas y que podría ofrecer una solución a algunas de las mayores limitaciones del buceo extremo en profundidad.
El médico de buceo Simon Mitchell, estrechamente vinculado a la preparación y evaluación científica, resumió los resultados de la expedición con una combinación notable de cautela y optimismo. Su primera conclusión fue que la probabilidad de supervivencia en una inmersión así es, al menos, mayor que cero. Su segunda conclusión fue mucho más ambiciosa: el hidrógeno podría permitir que en futuras exploraciones técnicas se supere la barrera de los 250 metros.
Quienes quieran ver cuánto esfuerzo, conocimiento y riesgos hay detrás de un experimento así, deberían ver la charla de Mitchell. Con imágenes espectaculares, sorprendentes conocimientos sobre fisiología del buceo y un toque de humor sutil, ofrece una mirada fascinante a un mundo en el que incluso los buzos técnicos más experimentados siguen descubriendo lo que es posible.
12. No es magia, sino física de gases
Comenzamos este artículo con aire común y terminamos con inmersiones experimentales con hidrógeno a más de 200 metros de profundidad. En medio aparecieron diferentes tipos de Nitrox y Trimix, usados como gas de viaje, gas de fondo o gas de descompresión. Por muy diferentes que sean esas mezclas, el punto de partida siempre es el mismo: adaptamos la composición del gas respiratorio para que sus propiedades se ajusten mejor a la profundidad y al propósito de cada fase de la inmersión.
Pero cada ajuste trae nuevas limitaciones. Más oxígeno significa menos nitrógeno, pero también un mayor riesgo de toxicidad por oxígeno. El helio reduce la carga narcótica y el esfuerzo respiratorio, pero es escaso y caro. Y el hidrógeno quizás ofrezca nuevas posibilidades para inmersiones extremadamente profundas, pero introduce riesgos de seguridad muy diferentes. El gas respirable perfecto no existe.
Como Profesional del Buceo, no necesitas bucear tú mismo con todas estas mezclas. Pero sí es importante entender por qué se utilizan, qué limitaciones conllevan y por qué es tan importante analizar e identificar correctamente los gases respiratorios. Este artículo está destinado a proporcionar esa comprensión, no a enseñarte a mezclar Trimix o planificar buceos técnicos por tu cuenta. Para eso se requieren formaciones especializadas, equipo adecuado y entrenamiento práctico extenso.
Al final, todo gira en torno al mismo principio que vimos con el aire comprimido habitual: un gas respirable no solo debe estar limpio y ser adecuado para respirar, sino también ajustarse a la presión a la que se usa. Lo que en una profundidad es un gas excelente, en otra puede ser mortalmente peligroso. Y precisamente por eso es importante que como Profesional del Buceo no solo sepas qué hay en una botella de buceo, sino que también comprendas por qué.
