De mai bine de 100 de ani, oamenii de știință și inginerii au fost implicați activ în proiectarea aparatelor de respirație autonome.
Două serii de aparate de respirație autonome sunt utilizate pe scară largă în stingerea incendiilor, circuite deschise și rebreathers. Într-un sistem deschis, fiecare respirație expirată este descărcată în atmosferă. Un rebreather sau un dispozitiv cu circuit închis recuperează respirația utilizatorului, elimină dioxidul de carbon și crește oxigenul. Datorită eficienței lor, respiratoarele sunt ușoare, de dimensiuni mici și de lungă durată.
Sistemul de respirație cu circuit deschis constă dintr-un dispozitiv de alimentare cu aer, un reductor de presiune/supapă de cerere, o supapă de expirare și o mască. Alimentarea cu aer într-un sistem cu circuit deschis este de obicei aer comprimat. Volumul de aer per respirație este furnizat prin reductorul de presiune/valapa de cerere și descărcat în atmosfera ambiantă după ce a fost inhalat.
Toate respiratoarele includ un sac de respirație ca rezervor pentru respirația utilizatorului. Deoarece rebreather-ul elimină dioxidul de carbon produs de utilizator și reface oxigenul pe care îl consumă, gazul respirat este aproape 100% oxigen.
Oferă trei modele de echipamente pentru înlocuirea oxigenului și îndepărtarea dioxidului de carbon: oxigen chimic, oxigen criogenic și oxigen comprimat.
Dispozitivul de tip oxigen chimic folosește o sursă de oxigen generată chimic. Apa expirată de utilizator activează filtrul de superoxid, eliberând oxigen și formând săruri alcaline. Acest oxigen ajunge la utilizator prin punga rebreather. Alcaliul produs de această reacție chimică elimină următorul dioxid de carbon expirat și adaugă mai mult oxigen. Deoarece această reacție nu poate fi controlată cu precizie, dispozitivul este proiectat să producă mai mult oxigen decât este necesar pentru metabolism. Acest exces de oxigen este evacuat în aerul ambiant prin supapa de refulare.
Principalul avantaj al acestui design simplu de echipament este costul inițial scăzut. Cu toate acestea, există unele dezavantaje. Pornirea unei reacții chimice la temperaturi scăzute este dificilă și uneori imposibilă. Costul unitar al cartuşelor chimice este mare. Ceea ce face această problemă mai complicată este că odată ce o reacție chimică începe, aceasta nu poate fi întreruptă. Indiferent de nevoie, întreaga încărcătură chimică trebuie utilizată sau aruncată.
În sistemele închise cu temperatură scăzută se utilizează oxigen lichid. În acest sistem foarte complex, dioxidul de carbon expirat este îndepărtat prin îngheț, iar radiatorul de temperatură scăzută este asigurat de oxigen lichid, din care o parte intră în sacul de respirație. Acest sistem extrem de complex și costisitor nu a obținut niciodată succes comercial. Cu toate acestea, stocarea gazelor criogenice a fost utilizată pe scară largă în sistemele deschise.
Al treilea tip de sistem cu circuit închis este proiectarea cu oxigen comprimat. La acest tip de rebreather, oxigenul stocat în cilindru trece prin reductorul de presiune în sacul de respirație, din care este inhalată cantitatea necesară de oxigen.
Gazul expirat trece prin absorbantul de dioxid de carbon. Aici, dioxidul de carbon din respirația utilizatorului este îndepărtat, iar oxigenul neutilizat curge în punga de respirație. Se adaugă oxigen proaspăt, iar gazul de respirație actualizat este livrat utilizatorului și continuă să circule. Simplitatea, robustețea și costul scăzut de reutilizare a unor astfel de dispozitive au făcut ca aparatele respiratorii cu oxigen comprimat să fie populare de mulți ani.
În 1853, profesorul Schwann a proiectat un respirator cu oxigen comprimat pentru o competiție organizată de Academia Belgiană de Științe. Schwann pare să fie primul care a realizat potențialul rebreather-urilor utilizate în mine și departamentele de pompieri. La începutul secolului, Bernhard Draeger din Lübeck, Germania, a proiectat și fabricat un rebreather. În 1907, Boston and Montana Smelting and Refining Company a achiziționat cinci respiratoare Draeger, care au fost primele dispozitive folosite în țară. Respiratoarele au fost utilizate pe scară largă în serviciile de pompieri de mai bine de 25 de ani.
În ultimii 70 de ani, s-au adus multe îmbunătățiri la rereathers. Prin reglementările și controalele stricte ale NIOSH și MESA, dispozitivele de astăzi sunt mai fiabile ca niciodată.
Ora postării: 03-12-2021
