História do Nitrox

Respirar misturas que contém têm mais oxigênio do que o ar,  foram sem dúvida, usadas por alguns dos desenvolvedores de equipamentos de mergulho  mais antigos e essas misturas foram estudadas pela Marinha dos EUA;

A maioria destas misturas foram orientadas para o uso com rebreathers.  O Nitrox foi “criado” pela primeira vez pela Draeger nos anos 1920. A primeira investigação do uso do ar enriquecido com oxigênio como uma mistura de respiração para o uso com aparelhos de respiração em circuito aberto (Scuba) foi pelo Dr. Morgan Wells da NOAA, a partir de 1977.

O benefício dessas misturas era apenas uma melhoria do tempo de descompressão, descompressões mais curtas, ou mergulhos mais conservadores quando usado com tabelas concebidas para o ar.

Em 1985, o Sr. Dick Rutkowski, aposentado diretor da NOAA Diver Training, desenvolveu e começou a comercializar um treinamento nitrox e programa de certificação para mergulhadores recreativos. Este encontrou resistência considerável, mas hoje a maioria das agências de treinamento de mergulho recreativo tem algum tipo de programa de treinamento de mergulho ar enriquecido, e as misturas de gases são extremamente e amplamente utilizadas por mergulhadores recreativos.

O programa da Rutkowski não foi bem recebido, por várias razões. Em primeiro lugar, o conceito era diretamente e contraditório com os limites tradicionais e mais vulneráveis ao mergulho recreativo. Para alguns, talvez, nitrox representava uma ameaça competitiva, mas as principais objeções provavelmente foram baseados em um compromisso percebido de segurança.

A Revista Skin Diver tomou uma posição editorial contra ele e gigantes da comunidade mergulho recreativo como Dr. Fred Bove e Dr. Peter Bennett (Bennett, 1991) sentiram que era muito cedo na melhor das hipóteses.

Dr. Bove pediu cautela e disse que o comitê de mergulho UHMS (Undersea & Hyperbaric Medical Society) não estava pronto para recomendar o nitrox para mergulhadores recreativos (Bove, 1992).

Dr. Bennett foi citado dizendo que um mergulhador que tenha usado nitrox no mergulho não poderia ser tratado para a doença descompressiva.  Uma série de mitos foram desenvolvidos. Parece que aqueles que se opõem ao ar enriquecido foram tão imaginativos como aqueles que promoveram.

A prática do uso do Nitrox envolve vários aspectos de mergulho que não fazem parte do mergulho recreativo normal, e por isso houve alguma controvérsia inicial sobre o Nitrox para uso por mergulhadores recreativos.

No inicio diversas agências credenciadoras foram criadas afim de ensinar o uso do Nitrox a mergulhadores civis chamados de “mergulhadores técnicos”, terminologia criada por Michael Menduno que era Editor da revista AquaCorps Jornal.

Quando as primeiras agências de mergulho começaram a vender cursos de mergulho com Nitrox, algumas revistas especializadas na época citaram que esta novidade iria matar vários mergulhadores.  Chegaram a chamar de “Voodoo Gas” ou “Devil Gas”.  O medo de que o Nitrox poderia matar os mergulhadores recreativos era grande.  O tempo mostrou que na realidade o Nitrox é um gás muito seguro.

Técnicas para fazer e usar tais misturas, em particular contendo 32% e 36% de oxigênio, foram desenvolvidos e promulgadas pelo Gabinete da NOAA Undersea Research e seu Centro na Universidade da Carolina do Norte em Wilmington.

A terminologia utilizada para o uso com destas misturas era confuso na época. O termo nitrox introduzido pelo Dr. Wells e amplamente adotado em outros lugares foi originalmente planejado para misturas para nível mais baixo de oxigênio no ar.

Outros termos são: ar enriquecidos nitrox, EANx e ar enriquecido com oxigênio (OEA). Embora o uso da OEA foi aceita pela comunidade de mergulho científico, quando oferecido ao mergulho recreativo encontrou resistência e considerável controvérsia.

Preocupações realistas foram que a mistura e manuseio do gás pode ser perigoso, e que o uso de misturas enriquecidas em oxigênio poderia invocar a toxicidade do oxigênio. Vários métodos para fazer OEA já estão disponíveis sem ter que lidar com alta pressão de oxigênio. Várias organizações foram criadas principalmente para fornecer treinamento em mergulho com OEA, e, recentemente, as grandes agências de treinamento de mergulho recreativo aceitam o OEA.

Fisiologia

No sentido de esclarecer algumas informações a respeito da fisiologia de se respirar gás com o enriquecimento de oxigênio vamos listar as possibilidades e reações no corpo do mergulhador.

Descompressão

O incentivo para a utilização de uma mistura respiratória enriquecida com oxigénio é melhorar a descompressão. Este não é só o principal incentivo mas é a única razão para fazê-lo.

Se a obrigação de descompressão baseia-se na fração de Nitrogênio, uma mistura com mais oxigênio e menos de Nitrogênio deverá ser melhor.

Embora estes sejam os aspectos da descompressão, a utilização de tais misturas têm diversas manifestações. A situação mais comum é para mergulhos sem paradas descompressivas (Limites Não-Descompressivos), que permitem maior tempo de fundo quando o ar enriquecido com oxigênio é utilizado. Se o mergulho requer paradas de descompressão, o tempo total de descompressão será mais curto com Nitrox. Para mergulhos repetitivos, o OEA pode permitir um intervalo de superfície mais curto, e/ou mais tempo de limite não-descompressivo no segundo mergulho.

Estes são os casos em que o tempo de limite de não descompressão é baseado na pressão parcial de nitrogênio real, determinado usando a profundidade de ar equivalente (EAD) por cálculos ou tabelas projetadas para a mistura de gás Nitrox. Outra situação prevalece quando o ar enriquecido é respirado e tabelas de descompressão para o ar são usados. Neste caso, os tempos de descompressão não são otimizados mas o risco de uma Doença Descompressiva acaba sendo muito menor.

 Este benefício pode se aplicar com real prevenção em mergulhos repetitivos, voos após o mergulho e mergulho em altitude.

Toxicidade do oxigênio.

O oxigênio exerce os seus efeitos tóxicos sobre os mergulhadores de duas maneiras diferentes. A primeira categoria é um conjunto de efeitos sobre o sistema nervoso central (SNC) por causa da exposição a elevados níveis de oxigênio durante períodos de tempo relativamente curtos (efeito Paul Bert). A manifestação importante dessa toxicidade do SNC (ou CNS – Central Nervous System) é uma convulsão epiléptica que podem ocorrer sem aviso prévio. Esta convulsão sob a água leva ao afogamento em quase a totalidade dos casos.

A outra categoria predominantemente caracterizada são os efeitos sobre os pulmões (dor no peito, tosse, e uma redução da capacidade vital), e essa categoria também inclui um conjunto mais difuso dos smas (parestesias, dormência dos dedos das mãos e pés, dor de cabeça, tonturas, náuseas e uma redução da capacidade aeróbia).

Estes smas são chamados coletivamente de toxicidade do oxigênio de corpo inteiro ou “corporal”. Eles podem desenvolver depois de muitas horas de exposição a níveis não altos o suficiente para invocar os efeitos sobre o SNC.

A exposição de corpo inteiro é monitorada em unidades OTU (Oxygen Tolerance Unit).  Mergulho com OEA no modo recreativo é improvável que ocorra a síndrome de toxidade de corpo inteiro, mas a exposição pode ser rastreada (contar os OTUs) e as chances de smas podem ser previstas. (Hamilton, 1989).

A Toxicidade CNS representa um risco muito real e, possivelmente, muito perigoso. É um risco real, porque é possível que mergulhadores no OEA respirem misturas de gases altas o suficiente em oxigênio para obter uma dose tóxica. É perigoso ao mergulhador porque uma convulsão geralmente faz com que um mergulhador cuspa o regulador para fora da boca, caso em que o mergulhador provavelmente irá se afogar a menos que seja resgatado. Felizmente, é possível eliminar ou reduzir substancialmente o risco de uma convulsão pela gestão da exposição do mergulhador ao oxigênio.

Narcose

Outro efeito fisiológico de misturas de ar ou ar enriquecido é a narcose por gás inerte ou narcose por nitrogênio. Narcose não é uma questão importante para o mergulho com ar enriquecido, porque as profundidades onde estas misturas são eficientes são muito rasas para invocar narcose grave na maioria dos mergulhadores (O Nitrox é mais efetivo entre 18 e 30 metros).

Mesmo assim, a alegação feita por alguns proponentes do nitrox é que ele reduz narcose. Não há evidência deste caso. Não é provável, porque as propriedades de oxigênio sugerem ser ainda mais narcótico que o Nitrogênio, e o trabalho experimental suporta esta ideia (Bennett, 1970; Linnarsson et al, 1990).

Acumulação de dióxido de carbono

Acúmulo de dióxido de carbono não é realmente uma preocupação única de mergulho com misturas de nitrox, mas o CO2 tem sido citado como um perigo para os mergulhadores na faixa mais profunda do uso de ar enriquecido nitrox (Lanphier e Bookspan, 1996). Um deles reconhecido como um pioneiro de mergulho com misturas de des-nitrogênadas é o falecido Dr. Ed Lanphier.

Enquanto estudava uso dessas misturas para mergulho, ele descobriu o fenômeno da retenção de CO2. Esta condição faz com que uma pessoa tenha uma redução da resposta ventilatória ao CO2, de tal forma que a respirar uma mistura densa durante o exercício pode levar à inconsciência. A conclusão é que esses mergulhadores estão em melhor situação com misturas à base de hélio.

Um problema que persiste é que não é uma tarefa trivial determinar se os mergulhadores são retentores de CO2, e isso levanta a questão de saber se deve ser a triada essa condição. Lang (ed.): DAN Workshop Nitrox, Divers Alert Network, Novembro de 2000.

Fazendo e Manuseando o OEA

Antes questões fisiológicas podem ser motivo de preocupação, é necessário para preparar e lidar com as misturas respiratórias de ar enriquecido com oxigênio. Porém pegar o ar e misturar com o oxigênio necessita de considerações importantes e muito perigosas, capaz de matar ou decepar membros.

As operações iniciais do OEA no Centro de Pesquisa da NOAA foram feitas através da mistura de gases puros, oxigênio e nitrogênio, para formar 32% ou 36% de misturas oxigênio (proporcionalmente 68% e 64% de nitrogênio). Isto é caro, inerentemente perigoso porque envolve o uso de um gás inerte puro. Isto foi feito porque uma fonte de ar puro o suficiente para misturar com o oxigênio não podia ser identificado ou mesmo especificada na época. Isto foi mais tarde resolvido.

Uso de misturas com até 40% de oxigênio.

A partir da primeira utilização de misturas enriquecidas com oxigênio considerou-se que as misturas de até 40% de oxigênio podem ser manuseadas da mesma maneira e com as mesmas configurações de equipamento com ar. Embora esta regra dos 40% foi amplamente divulgada (por exemplo, é a norma OSHA para mergulho comercial), parece que um teste limitado foi feito para validar isso, e continua a ser uma questão de incerteza nas mentes de alguns . Porém até hoje seguida a regra é que uma mistura até 40% de oxigênio pode ser utilizados os mesmos equipamentos utilizados para ar (21% de oxigênio) e misturas com mais de 40% devem ser limpas e servidas para Oxigênio puro (como se estivessem expostas a mais de 100% oxigênio).  Misturar e manusear misturas ricas de nitrox ou manusear e realizar misturas com a inserção de oxigênio puro em um cilindro de mergulho deve ser feita apenas com treinamento e equipamentos adequados.  Diversos mergulhadores no mundo já morreram e tiveram membros (pernas e braços) mutilados por explosões de cilindros mal preparados para receber oxigênio puro.  Digamos que é o famoso “não tente fazer isso em casa”.

Misturas devem ser analisadas

Na atual indústria do mergulho recreativo é considerado e a experiência tem mostrado isso, que o mergulhador deve verificar pessoalmente a análise de cilindros em misturas preparadas por uma loja de mergulho ou fornecedor de gás. O costume é para que mergulhadores confirmem a análise da fração de oxigênio na mistura de OEA em seu cilindros de mergulho.

Normalmente, esta analise é realizada na loja a fim de proporcionar o preenchimento de formulários e etiquetas de conteúdo no momento em que a mistura foi feita (depois de algumas horas e quando o misturados de gases autorizar).  Ao fazer a análise alguns procedimentos devem ser seguidos para atender a alguns requisitos mínimos mas ainda indefinido.

Os tanques devem apropriadamente e proeminentemente marcado.

Para garantir isso, é essencial que os tanques de mergulho que contêm gás diferente do ar sejam marcado de forma inequívoca.  Nomes como EANx ou AR ENRIQUECIDO NITROX não são inequívocos.  Alguns grupos de mergulho também rotulam tanques com uma indicação da profundidade máxima de operação (PMO) para uma dada mistura, com base na pressão de parcial de oxigênio selecionando como o limite de exposição a PpO2 de 1.4 ata. A PMO, em letras grandes e visível a outros mergulhadores aumenta a segurança.  A etiqueta ou fita com a PMO é útil, mas os valores reais de cada um dos principais componentes também deverá ser exibida no tanque (Ex:  EAN 32 ou EAN 40).

Outra verificação importante é saber se o analisador está corretamente calibrado (normalmente se expõe o analisador ao AR e calibra com 21% de oxigênio) e se o sensor está confiável.   Mas o analisador também tem seus truques.  Todo analisador nada mais que é um multímetro.  Os sensores de O2 são apenas baterias que aumentam a sua voltagem (milivoltz) conforme a pressão parcial de oxigênio aumenta.  Portanto um sensor de O2 deve no AR (21% de Oxigênio ou 0,21 ata de ppo2 a 1 atm) mostrar ao menos 9mv e exposto ao O2 deve mostrar ao menos 40mv.  Um sensor velho, pode não mostrar a mistura correta mesmo tendo sido calibrado.  Por isso deve-se se seguir as regras do fabricante e descartar quando vencido e ainda de tempos em tempos verificar se o mesmo responde a estes parâmetros mínimos.

 Uma tentativa de compromisso com o termo nitrox é o termo ar enriquecido nitrox foi acordado no Workshop Harbor Branch. Este então foi abreviado como EANx. O x foi originalmente o x em nitro“x”, mas mais recentemente tem-se convertido em um subscrito com a porcentagem de oxigênio, por exemplo, EAN36 é de 36% de oxigênio ar enriquecido.

Durante este período foram formadas várias organizações especializadas em treinamento para mergulho com ar enriquecido. Eles amplamente variam filosofias, mas todos foram capazes de atuar nessa função. Uma empresa, a ANDI, levou o high road com uma postura mais conservadora em matéria de segurança de oxigênio, mas usa uma propaganda irreal para ar enriquecido SafeAir. Dada a complexidade da mistura, manipulação, análise e utilização de do ar enriquecido de oxigênio, é pouco apropriado considerar que este é mais seguro do que o mergulho com ar. Ele tem uma vantagem de descompressão, e é só isso.

Harbor Branch e os desenvolvimentos intervenientes não foram suficientes para silenciar os críticos. No DEMA show de 1992 estava-se organizando uma reunião em Houston, mas o DEMA rejeitou as aplicações dessas organizações que queiram promover nitrox no show.

Eles foram informados de que não poderiam participar. Aproveitando esta oportunidade, Michael Menduno, editor da extinta aquaCorps, organizou um workshop no DEMA dedicado ao ar enriquecido de oxigênio para mergulho recreativo.

Enquanto o Workshop, Harbor Branch concentrava-se sobre a fisiologia e as operações, este workshop foi focado mais em misturas e manuseio.

O grupo aprovou alguns conceitos e práticas existentes, desaprovou algumas práticas, e apelou para a uma ação em algumas questões.

1.      Princípios da EAD

2.      Os limites NOAA para a exposição ao oxigênio (limites inferiores foram incentivados)

3.      Utilização de procedimentos e normas de tratamento de DD após mergulhos com OEA.

4.      A exposição ao oxigênio de mergulhos recreativos OEA não deve afetar o tratamento.

5.      Testes de confirmação que misturas de até 40% de oxigénio poderiam ser utilizadas em equipamento desenhados para AR desde que o equipamento seja limpo e usado lubrificantes compatíveis com oxigênio.

6.      Que o OEA não iria corroer tanques e outros equipamentos sensivelmente mais rápidos do que o ar.

Workshop de Nitrox da DAN (Divers Alert Network, Novembro de 2000.

Entre as necessidades eram as normas uniformes para os mergulhadores, instrutores e distribuidores, mas as das agências de formação existentes foram aceitas como adequadas.

Era necessário era uma especificação séria para o ar a ser misturado com oxigênio, bem como um padrão para vender OEA no intervalo de 23,5% a 50% de oxigênio. Era necessário o teste para a regra dos 40% e que o equipamento adequado para o ar poderia ser utilizado com segurança com as misturas até 40% de oxigénio, ou de preferência, de 50%. Era necessário um conector exclusivo no cilindro para OEA ( o que acabou sendo acatado em alguns países da Europa)

Outra declaração atribuída a este workshop foi que o ar enriquecido poderia melhorar sua vida sexual. Uso de OEA realmente pode melhorar a vida sexual e muitos outros aspectos da vida para os mergulhadores que rotineiramente fazem descompressão inadequada e, portanto, têm DD subclínicas. Descompressão adequada pode fazer maravilhas nesta situação.

Durante esse tempo, as objeções ao ar enriquecido nitrox começaram a diminuir. Tornou-se moda no mercado de treinamento, equipamento, gases, e computadores de mergulho e continuou a aumentar. Em 1993, as Forças Canadenses (DCIEM) emitiu tabelas de ar enriquecido como um apêndice de seu manual de mergulho (DCIEM, 1993). Estas são realmente as tabelas de EAD (PEA -profundidade equivalente do ar) com base nas tabelas de ar DCIEM padrão. Eles usam um limite de oxigênio superior de 1,5 atm de ppO2 e ambos os limites de profundidade e de tempo são mais rigorosas do que as tabelas de ar. Quando algumas lojas de mergulho tentaram desenvolver o mergulho com ar enriquecido na Austrália, criou muita ação e politicagem, da mesma forma como havia ocorrido nos EUA.

Uma nova reunião teve um impacto significativo sobre o ar enriquecido. Como mencionado acima, havia uma incerteza em misturar misturas enriquecidas com oxigênio e era necessário definir a limpeza do ar. Um mergulhador pode tolerar um ar “sujo” um nível de névoa de óleo (5mg/m3) mas é muito maior do que é seguro para uso com alta pressão de oxigênio. A fim de preencher esta lacuna alguns dos líderes da indústria se reuniram durante a conferência tek93 e estabeleceram o nível de 0,1 mg/m3 para o ar que será misturado com o oxigênio puro a fim de obter o nitrox. Este é um nível que é suficientemente baixa para ser seguro e ainda suficientemente elevado para medir e o máximo disponível no sistema de filtros para cumprir este requisito. Este limite tem sido amplamente aceito.

Enfim, hoje o Nitrox é a certificação de especialidades que as agências mais comercializam, gerando todo ano recordes de emissão de certificados.  Toda a indústria do mergulho se beneficiou, desde fabricantes, agências , instrutores e lojas mas também os mergulhadores pois hoje podem mergulhar mais, por mais tempo e muitas vezes, dependendo do perfil, mais conservadores.

Seguindo todas as normas de segurança o Nitrox tem um recorde de segurança muito alto e praticamente o mesmo do mergulho recreativo com ar.

Eduardo Macedo   |   President, Regional Office Brazil   |   SDI, TDI, STI e ERDI