Da oltre 100 anni scienziati e ingegneri partecipano attivamente alla progettazione di autorespiratori.
Due serie di autorespiratori sono ampiamente utilizzati nella lotta antincendio, a circuito aperto e con rebreather. In un sistema aperto, ogni respiro espirato viene scaricato nell'atmosfera. Un rebreather o un dispositivo a circuito chiuso recupera il respiro dell'utente, rimuove l'anidride carbonica e aumenta l'ossigeno. Grazie alla loro efficienza, i rebreather sono leggeri, di piccole dimensioni e di lunga durata.
Il sistema di respirazione a circuito aperto è costituito da un dispositivo di erogazione dell'aria, un riduttore di pressione/valvola a domanda, una valvola di espirazione e una maschera. L'alimentazione dell'aria in un sistema a circuito aperto è solitamente aria compressa. Il volume d'aria per respiro viene fornito attraverso il riduttore di pressione/valvola a domanda e scaricato nell'atmosfera ambiente dopo l'inalazione.
Tutti i rebreather includono un pallone respiratorio come serbatoio per il respiro dell'utente. Poiché il rebreather rimuove l'anidride carbonica prodotta dall'utente e reintegra l'ossigeno consumato, il gas respirato è composto quasi al 100% da ossigeno.
Fornisce tre modelli di apparecchiature per la sostituzione dell'ossigeno e la rimozione dell'anidride carbonica: ossigeno chimico, ossigeno criogenico e ossigeno compresso.
Il dispositivo a ossigeno chimico utilizza una fonte di ossigeno generata chimicamente. L'acqua espirata dall'utente attiva il filtro superossido, liberando ossigeno e formando sali alcalini. Questo ossigeno raggiunge l'utente attraverso il pallone del rebreather. Gli alcali prodotti da questa reazione chimica rimuovono la successiva anidride carbonica espirata e aggiungono più ossigeno. Poiché questa reazione non può essere controllata con precisione, il dispositivo è progettato per produrre più ossigeno di quanto richiesto per il metabolismo. L'ossigeno in eccesso viene scaricato nell'aria ambiente attraverso la valvola di scarico.
Il vantaggio principale di questa semplice progettazione dell'apparecchiatura è il basso costo iniziale. Tuttavia, ci sono alcuni svantaggi. Avviare una reazione chimica a basse temperature è difficile e talvolta impossibile. Il costo unitario delle cartucce chimiche è elevato. Ciò che rende questo problema più complicato è che una volta avviata una reazione chimica, non può essere interrotta. Indipendentemente dalla necessità, l’intera carica chimica deve essere utilizzata o scartata.
Nei sistemi chiusi a bassa temperatura viene utilizzato ossigeno liquido. In questo sistema molto complesso, l'anidride carbonica espirata viene rimossa mediante congelamento e il radiatore a bassa temperatura è alimentato da ossigeno liquido, una parte del quale entra nel pallone di respirazione. Questo sistema estremamente complesso e costoso non ha mai raggiunto il successo commerciale. Tuttavia, lo stoccaggio del gas criogenico è stato ampiamente utilizzato nei sistemi aperti.
Il terzo tipo di sistema a circuito chiuso è il modello ad ossigeno compresso. In questo tipo di rebreather, l'ossigeno immagazzinato nella bombola passa attraverso il riduttore di pressione nel pallone di respirazione, dal quale viene inalata la quantità necessaria di ossigeno.
Il gas espirato passa attraverso l'assorbitore di anidride carbonica. Qui l'anidride carbonica presente nel respiro dell'utente viene rimossa e l'ossigeno non utilizzato confluisce nel pallone respiratorio. Viene aggiunto ossigeno fresco e il gas respiratorio aggiornato viene erogato all'utente e continua a circolare. La semplicità, la robustezza e il basso costo di riutilizzo di tali dispositivi hanno reso popolari per molti anni i respiratori ad ossigeno compresso.
Nel 1853, il professor Schwann progettò un respiratore ad ossigeno compresso per un concorso indetto dall'Accademia belga delle scienze. Schwann sembra essere il primo a comprendere il potenziale dei rebreather utilizzati nelle miniere e nei vigili del fuoco. All'inizio del secolo, Bernhard Draeger di Lubecca, in Germania, progettò e costruì un rebreather. Nel 1907, la Boston and Montana Smelting and Refining Company acquistò cinque rebreather Draeger, che furono i primi dispositivi utilizzati nel paese. I rebreather sono ampiamente utilizzati nei servizi antincendio da oltre 25 anni.
Negli ultimi 70 anni sono stati apportati molti miglioramenti ai rebreather. Grazie alle rigide normative e controlli di NIOSH e MESA, i dispositivi di oggi sono più affidabili che mai.
Orario di pubblicazione: 03-dic-2021
