Nei CCR è importante che ci sia un sistema che elimini la CO2 e ripristini l’O2 utilizzato dal subacqueo. In questo articolo ci occupiamo dell’eliminazione della CO2 e di come sia importante per la sicurezza del subacqueo. Il Rebreather rEvo è uno dei più innovativi sul mercato e ha caratteristiche uniche nel suo genere. Una di queste è il sistema per il controllo dei filtri che eliminano la CO2 detto rMS (rEvo Monitoring System). Questo sistema di rilevamento della temperatura è affidabile e sicuro anche perché abbinato al sistema di doppi filtri che solo il CCR rEvo utilizza. Vediamo come funziona nel dettaglio e come può essere sfruttato al meglio ottimizzando l’uso del materiale fissante rimanendo in completa sicurezza e aumentando la capacità di controllo dell’unità.
Funzionamento del materiale assorbente in un CCR
Il materiale fissante che viene usato in un filtro CCR, è composto da idrossido di sodio, idrossido di potassio e acqua. Questo composto fissa la CO2 che produciamo trasformandola in carbonato di calcio, acqua e calore. È importante capire che il materiale fissante, una volta esaurito, non è più chimicamente lo stesso prodotto e non può essere riutilizzato perché non in grado di fissare CO2.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O +calore (in presenza di H2O)
Sarebbe molto pericoloso riutilizzarlo anche solo parzialmente aggiungendo del materiale fissante fresco. Questo provocherebbe una canalizzazione, cioè un passaggio preferenziale dell’aria espirata nel filtro, che non permetterebbe l’eliminazione della CO2. Una delle insidie più pericolose è l’accumulo della CO2 nel corpo del subacqueo. E’ 20 volte più narcotico dell’azoto e provoca un affanno che per essere eliminato ha bisogno di parecchi minuti di respirazione di un gas “pulito”. Un CCR è una macchina che necessita di una supervisione di dati complessa: è importante che la mente del subacqueo sia lucida. Il subacqueo CCR ha sempre un accumulo di CO2 nel corpo dovuto alla presenza di notevoli spazi morti nel loop (sacchi polmone, corrugati di respirazione, trachea). Aumenta in caso di lavoro intenso, sforzo inspiratorio, cattiva preparazione del filtro o presenza nel filtro di polvere di materiale fissante.
Nelle immersioni CCR il sistema filtro-materiale fissante-loop sono di grande importanza per la sicurezza e sono una preoccupazione reale di ogni utilizzatore. È chiaro che, avere un sistema di controllo dell’utilizzo del filtro, è una sicurezza aggiuntiva notevole e da non sottovalutare.
rMS CCR rEvo e altri Rebreather.
Il CCR rEvo è l’unico ad avere un sistema con due filtri. Essi possono essere assiali o radiali. I più diffusi sono quelli assiali e sono due filtri dal contenuto di circa metà’ di un filtro normale da 2.7kg.
I due filtri lavorano in serie e contengono 1,3 kg di materiale assorbente. Questo sistema unico offre diversi vantaggi:
1) È più sicuro. La possibilità di compattare male un filtro e creare una canalizzazione è un evento raro: ripeterlo due volte è praticamente impossibile
2) Permette al CCR rEvo di essere compattissimo, leggero ma nello stesso tempo negativo.
3) Risparmio di materiale fissante: una volta esaurito il primo filtro, si invertono e si butta solo il materiale consumato
Senza le bombole, corrugato di respirazione e computer può essere trasportato come bagaglio a mano in uno zaino-trolley in cabina di un aereo.
Io non uso alcuna zavorra per scendere con un bailout da 7Lt con il mio CCR rEvo. Pesa 31 kg con bombole in acciaio da 3Lt e materiale assorbente, ma trasportato senza bombole o materiale fissante, pesa veramente poco!
4) Permette al sistema di controllo utilizzo filtro di poter essere assolutamente affidabile perché c’è sempre un secondo filtro inutilizzato sul quale viene considerando un tempo di utilizzo che tiene in considerazione un’ampia zona di sicurezza.
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La reazione chimica che fissa L’anidride carbonica (CO2) è esotermica: sviluppa calore. Una volta che una parte del filtro assiale si è esaurita, si raffredda e la zona di reazione si sposta verso l’alto. Se il filtro è ben coibentato la zona di reazione è piuttosto lineare e omogenea, come nel caso del CCR rEvo.
La registrazione accurata dell’andamento della temperatura all’interno dei filtri permette all’algoritmo presente nel computer, di predire il tempo di utilizzo rimanente a quelle condizioni di profondità, temperatura e ritmo respiratorio del filtro. Una predizione di tempo del tutto simile al TTS per il calcolo della decompressione e che implica condizioni di permanenza uguali a quelle nel momento della lettura del dato.
Zona di reazione in un filtro
Nei filtri assiali del CCR rEvo, sono montati 4 sensori di temperatura che sono in grado di registrare differenze fino di 0,3 gradi Celsius dividendo il filtro in cinque zone di misurazione. I sensori di temperatura sono direttamente immersi nel materiale fissante in modo da poter misurare la temperatura laddove si sviluppa la zona di reazione.
Altri CCR hanno sistemi simili, ma non sono così affidabili da poter dare un tempo rimanente di utilizzo del filtro perché:
-In presenza di un solo filtro sarebbe rischioso affidarsi a questo dato
-Il sensore termico è posizionato all’interno del corpo centrale del filtro e non immerso nel materiale assorbente
-Il sensore termico è posizionato all’interno del corpo centrale composto di materiale con una conduttività termica differente da quella del materiale fissante.
Per queste ragioni, i CCR con sistema di controllo del filtro non danno un tempo rimanente di utilizzo, ma un’indicazione di massima sul consumo del filtro, generalmente con led di colore verde, arancione e rosso (filtro esaurito). È vero anche che alcuni di tali sistemi prendono in considerazione il consumo di ossigeno da cui derivare la produzione di CO2.
I dati rMS del CCR rEvo
Come detto, i sensori di temperatura all’interno dei filtri inviano i dati all’algoritmo specifico Shearwater. Essendo il computer di controllo del CCR rEvo un ’open source’, alcuni algoritmi possono essere personalizzati dai produttori di CCR per adattarlo alle funzioni caratteristiche del Rebreather e questo è il caso dello Shearwater Predator.
rEvo ha prodotto uno specifico algoritmo che calcola il tempo residuo dei filtri considerando la profondità, la temperatura dell’acqua e i dati dei sensori che sono inviati via induzione alle boards dell’elettronica del CCR (presenti uno nel sacco di espirazione e l’altro in quello di Inspirazione) e tramite questi, al computer Shearwater. I boards elettronici sono completamente impermeabilizzati e ricevono elettricità dalla batteria 9V esterna. Il board del sacco di espirazione comanda anche l’apertura del solenoide tramite i dati dei sensori di ossigeno gestiti dal board nel sacco di inspirazione.
Controlli del sistema rMs CCR rEvo
Il rMS (Sistema Controllo dei Filtri) permette di visualizzare:
-Presenza filtri
-Corretta connessione a induzione
-Controllo funzionalità sensori di temperatura
-Tempo residuo primo filtro RCT (remaining cycling time)
-Tempo residuo totale RST (Remaining Scrubber Time)
Il ? vicino alla C indica che l’rMS del secondo filtro è ancora in fase di verifica. Prima dell’utilizzo il sistema controlla tutti i braccetti-sensori che contengono due rilevatori di temperatura. Si accende il primo, il sistema verifica la ricezione del cambio di temperatura del secondo e conferma braccetto per braccetto prima di dare l’ok. Il primo sensore verrà ora spento in modo che funzioni solo il secondo dopo la verifica del funzionamento.
Il RCT cioè il tempo di esaurimento del primo filtro e ciclo invertendo il secondo nella posizione del primo è di 1 ora e 22 minuti.
Il RCT cioè il tempo di esaurimento del primo filtro e ciclo invertendo il secondo nella posizione del primo è sotto l’ora e diventa rosso per avvisare il subacqueo
La “C” viene sostituita da una “S” quando si inizia ad intaccare il secondo filtro e l’indicazione del tempo diventa rossa.
I dati di tempo residuo RCT permettono di consumare tutto il primo filtro e riempirlo con il materiale fissante fresco invertendo la posizione dei filtri ed ottimizzando in sicurezza l’uso del materiale fissante come non è possibile con altri sistemi. Se la zona di reazione intacca il secondo filtro nella parte superiore, sarà rilevato dai sensori termici e i dati trasmessi allo Shearwater: l’algorimo ne terrà conto quando i filtri verranno cambiati di posizione.
Sicurezza aumentata con il rMS del CCR rEvo
Se il sistema dovesse smettere di funzionare perché viene perso il contatto via induzione, lo Shearwater inizierà un conto alla rovescia dall’ultimo dato ricevuto mostrando sempre il tempo residuo del filtro.
Se la batteria 9V esterna dovesse esaurirsi, i dati rMS saranno lo stesso riportati sul computer dato che i board elettronici saranno alimentati dalla batteria Shaft 14500 da 3,6V presente nel computer Shearwater Predator.
Essendo questi dati ancor più importanti di quelli del TTS, essi sono calcolati in modo conservativo considerando una produzione di CO2 ben superiore a quella normale. Anche i tempi di utilizzo massimo dei filtri sono conservativi e inferiori a quelli richiesti dagli standard CE.
Come programmare le immersioni con il filtro residuo con il rMS del CCR rEvo
Per le programmazione della successiva immersione, nel logbook del computer sono memorizzati la profondità e il dato di predizione minimo rilevato in immersione (i dati sott’acqua aumentano fino al totale riscaldamento dei filtri, da questo punto iniziano a diminuire e se si risale, a causa della minor profondità, ri-aumenteranno).
L’ultima immersione registra nel log book che l’rMS rilevava un tempo minimo di 3 ore e 25 a 43mt quindi se la successiva immersione è a meno di 43 mt il tempo disponibile sarà uguale a quello registrato nel logbook, se la profondità sarà maggiore bisognerà ricalcolare proporzionalmente il tempo residuo.
3:25 sono 205 min. Se l’immersione successiva sarà a 70 mt 43/70X205 = 125 minuti a disposizione
Altre caratteristiche rMs CCR rEvo
-rMS non permette solamente di risparmiare materiale fissante, ma aumenta la sicurezza nella gestione del filtro. Risparmiare il materiale assorbente è da considerarsi un errore che può costare caro e bisogna sempre attenersi alle indicazione del produttore: con l’rMS si utilizza più efficacemente il materiale fissante mantenendo la sicurezza. Prima di essere operativo, il CCR rEvo esegue un controllo di ogni sensore di temperatura e sulla qualità di trasmissione dei dati che non puo’ essere difettosa perché il sistema di trasporto dati è CANbus. (Sistema di trasporto dati digitale di ultima generazione come quello usato nelle automobili).
Passati i controlli descritti, il CCR rEvo chiede all’utente di effettuare una pre-respirazione fino a che i dati non registrano almeno 45’ di tempo residuo del primo filtro assicurandosi ulteriormente che il cambio di temperatura all’interno del filtro sia esistente.
-Se i filtri/o sono vuoti per errore, il rMS CCR rEvo lo rileva come rileva l’assenza di un filtro, la mancanza di comunicazione dati, avvisa quando mancano meno di 20 minuti al termine del primo filtro cambiando il colore dei dati e se si intacca il secondo filtro.
Il tempo residuo del secondo filtro è molto inferiore rispetto a quello del secondo, per lasciare una zona di sicurezza. Se approssimativamente il tempo del primo filtro è di 5 ore, quello del secondo sarà massimo di un ora.
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-Nel caso i sensori siano danneggiati, non diano dati corretti o non comunichino più con l’elettronica del sistema, l’utente può spegnere la rilevazione dei dati termici e usare le indicazioni del produttore del materiale fissante come si fa con qualsiasi altro Rebreather.
Spesso, nel corso della mia vita da utilizzatore di CCR, mi sono trovato in mezzo a compagni d’immersione esterrefatti per il tempo di utilizzo del mio filtro. Come è noto i produttori consigliano sempre di cambiare il materiale assorbente di un filtro assiale da 2.7 kg dopo 3–4 ore di utilizzo lasciando così una zona di sicurezza in caso si debba affrontare una deco in affanno o con un ritmo respiratorio maggiore rispetto al fondo.
–All’interno del computer si possono inserire anche alcuni dati biometrici come il sesso e il peso per migliorare la precisione del calcolo dei tempi residui del primo e secondo filtro.
Tutte le componenti elettroniche (board solenoide del sacco di espirazione e rMS, board elettronici sensori ossigeno e rMS, Shearwater) dialogano con un sistema CanBus e sono collegati fra loro con un sistema a contatti bagnati facendo si che si possa scollegare ed inviare per la riparazione solamente la parte mal funzionante e non l’unità intera.
Sul computer sono anche presenti in una schermata, tutte le temperature rilevate dai sensori termici in modo che si possa individuare facilmente il sensore difettoso.
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Conclusioni
“Ogni scarrafone è bell’a mamma soia” ed ogni utilizzatore di CCR vede la propria unità come la migliore. Molte sono le innovazioni tecnologiche implementate ogni giorno che fanno si che i rebreather siano sempre più affidabili. Per quanto mi riguarda la scelta del CCR rEvo mi ha completamente soddisfatto anche per questa caratteristica tecnologica affidabile ed all’avanguardia di cui mi dispiacerebbe dover fare a meno.
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