A differenza dei sistemi a circuito aperto, dove gran parte del gas viene sprecato, il rebreather agisce riciclando l’ossigeno non utilizzato dal corpo.
Di seguito i punti chiave riguardanti il metabolismo dell’ossigeno nel contesto della teoria dei rebreather:
Consumo e Fabbisogno Metabolico
- Indipendenza dalla profondità:
Un principio cardine è che il metabolismo dell’ossigeno è un processo influenzato solo dal livello di attività fisica e non dalla profondità. Mentre in circuito aperto il consumo di gas aumenta con la pressione, in un rebreather il consumo di ossigeno rimane costante a parità di sforzo. - Tassi di consumo:
Il corpo umano necessita mediamente di una quantità di ossigeno compresa tra 0,3 e 3,0 litri al minuto. Le fonti forniscono stime specifiche basate sul carico di lavoro:
◦ Riposo assoluto: 0,5 l/min.
◦ Attività normale: 1,0 l/min.
◦ Lavoro pesante: 2,0 l/min.
◦ Prestazioni massime: 2,5 – 3,5 l/min.
Fisiologia della Respirazione - Diffusione e Trasporto:
L’ossigeno inalato diffonde attraverso le membrane degli alveoli polmonari (che hanno una superficie totale di 100-200 m2) per legarsi all’emoglobina nei globuli rossi, che lo trasportano ai tessuti. In condizioni normali, l’emoglobina è satura di ossigeno al 97%. - Efficienza respiratoria:
L’aria inalata contiene circa il 21% di ossigeno, ma solo il 4% viene effettivamente diffuso e metabolizzato; il restante 17% viene espirato senza essere stato utilizzato. - Produzione di CO2:
Il metabolismo è un processo di combustione che produce anidride carbonica come sottoprodotto. In media, per ogni litro di ossigeno consumato, vengono prodotti 0,8-0,9 litri di CO2.
Limiti di Sicurezza e Pressione Parziale (PPO2)
La teoria del rebreather si concentra sul mantenimento della PPO2 entro intervalli che supportino il metabolismo senza diventare tossici: - Ipossia:
Se la PPO2 scende al di sotto di 0,16 bar, il metabolismo non è più supportato adeguatamente, portando a sintomi di ipossia e perdita di coscienza intorno a 0,10 bar. - Iperossia (Effetto Paul-Bert):
Pressioni parziali elevate (>1,4 – 1,6 bar) possono causare convulsioni del sistema nervoso centrale (CNS).
Per i subacquei CCR, viene spesso consigliato un limite precauzionale di 1,3 bar, poiché la sensibilità all’ossigeno aumenta con lo sforzo e l’accumulo di CO2. - Tossicità Polmonare (Effetto Smith-Lorraine):
L’esposizione prolungata a una PPO2 superiore a 0,5 bar può causare infiammazioni alle vie respiratorie poiché le pareti degli alveoli si ispessiscono, ostacolando la normale diffusione dei gas.
Il rebreather è progettato come un sistema di supporto vitale che monitora e reintegra solo la frazione di ossigeno convertita in energia dal metabolismo polmonare, garantendo al contempo che le pressioni parziali rimangano entro i limiti fisiologici di sicurezza
