¿Respirar bajo el agua sin necesidad de tanques de aire com


Ya es posible sumergirse en el agua sin necesidad de bombonas de aire comprimido.
Un sistema que utiliza el oxígeno del agua revoluciona el mundo del submarinismo

Respirar bajo el agua sin necesidad de tanques de aire comprimido será posible gracias a un revolucionario sistema creado por un inventor israelí llamado Alon Bodner. Aprovechando las pequeñas cantidades de aire que existen en el agua, los buceadores y los submarinos podrían tener el suministro asegurado: una batería de litio de un kilo de peso suministraría aire a un buzo para una hora de tiempo bajo el agua. El invento, que imita el sistema respiratorio de los peces, ya ha llamado la atención de las fábricas de equipos de buceo e incluso de la marina israelí.


Por Yaiza Martínez.



tecnologia
Alon Bodner


El tradicional método para respirar debajo del agua, es decir, los tanques de aire comprimido, tiene bastantes limitaciones. La primera de ellas es la del tiempo: un buceador puede estar bajo el agua sólo mientras le dure el aire de sus bombonas, así que depende de la capacidad de éstas para poder hacer su trabajo.

Otra limitación es la de la recarga de los tanques de aire que gaste: introducir y comprimir el gas en las bombonas es costoso y peligroso, por lo que no suele hacerse en el mismo sitio donde se bucea, con la consecuente necesidad de ir a buscar recambios continuamente o de llevar suficientes bombonas para el tiempo que se necesiten. Por otro lado, estas bombonas de aire condicionan el equilibrio del buceador en el agua, por su peso inicial y por las transformaciones que este peso sufre a medida que el aire se va gastando.

Todas estas dificultades han intentado repararse durante años. Los submarinos nucleares y la estación espacial internacional, por ejemplo, usan sistemas que generan oxígeno a partir del agua por medio de la electrolisis (de electro, electricidad y lisis, rotura), que es un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad.

Cuando el compuesto es el agua, la electrolisis sirve para separar el oxígeno del hidrógeno, los dos elementos que componen su molécula (dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno o H2O es la fórmula de este líquido susceptible de generar vida).


Aprendiendo de los peces

submarinos pequeños (aparte de que no pueden con el peso de la maquinaria que realizan este trabajo), por lo que deben subir a la superficie para recargar sus depósitos de aire.

Los buzos tampoco podrían cargar con ese peso ni llevar una fuente de energía tan potente como para llenar sus propias bombonas de aire bajo el agua. Para superar esta limitación, el inventor israelí Alon Bodner se fijó en los peces.

Los peces no separaran químicamente el oxígeno del hidrógeno del agua para poder respirar, sino que usan el aire diluido que existe en el agua. En el océano, el viento, las olas y las corrientes submarinas, ayudan a propagar pequeñas cantidades de aire dentro del líquido.

Algunos estudios han demostrado que a una profundidad de 200 metros bajo el mar, todavía hay un 1,5% de aire disuelto. Esta cantidad es suficiente como para permitir a un pez respirar tranquilamente. La idea de Bodner era crear un sistema artificial que imitara ese uso del aire submarino que hacen los peces, de tal forma que permitiera a los pequeños submarinos y a los buzos abandonar la pesada carga de las bombonas.


Prototipo probado con éxito

buceo


Tal como explica al respecto IsraCast, el sistema desarrollado por Bodner emplea una ley física llamada Ley de Henry, que describe la absorción de gases en los líquidos. Esta ley establece que la cantidad de gas que puede estar disuelto en un líquido es proporcional a la presión de dicho líquido. La ley establece además que disminuyendo la presión del líquido, de éste saldrá más gas hacia fuera. Es exactamente lo que sucede cuando abrimos una lata de un refresco: cuando se abre, el dióxido de carbono disuelto en el líquido y sometido a la presión de la lata sale cuando la presión disminuye al abrir el receptáculo que la produce.

La extracción del gas en el agua puede hacerse mediante un sistema de fuerza centrífuga, que haría rotar rápidamente el líquido generando en él menos presión, de forma que se expulse el aire. Para aprovechar el aire que hay en el agua, se emplea una pequeña cámara cuyo sistema es recargable con baterías. Los cálculos realizados demuestran que una batería de litio de un kilo de peso suministraría oxígeno a un buzo para una hora de tiempo bajo el agua.

Bodner ha construido ya un prototipo y lo ha probado en laboratorio. Las patentes de este modelo ya han sido compradas en Europa y un prototipo similar está siendo probado en Estados Unidos. El descubrimiento ha interesado además a las fábricas de equipos de buceo y la marina israelí. El apoyo financiero necesario para desarrollar este modelo lo puso el ministerio israelí de Industria y Comercio.

Si todo sale como se planea, en unos años este sistema estará en el mercado y permitirá a submarinos pequeños y a buceadores pasar mucho más tiempo seguido bajo el agua de lo que hasta ahora han podido estar con el método tradicional, sin tener que salir para recargar sus tanques de aire.


Desarrollo del prototipo

branquias artificiales

“Para un sistema de circuito cerrado y bajo condiciones ideales, el submarinista necesitaría bombear aproximadamente 200 litros por minuto (l/m) de agua, para separar un l/m de oxígeno, que es lo que el submarinista necesita”, comentó Bodner a la web de la BBC.

“Una batería de un kilo debería ser capaz de suministrar a un buzo una autonomía de inmersión de una hora”.

Ahora mismo, el sistema existe solo como modelo de laboratorio, con patente europea aprobada y pendiente de solicitud en los EE.UU.

En la actualidad, Bodner está ocupado en equipar a un hábitat submarino en Australia con este sistema.

Finalmente Bodner planea reducir el tamaño del aparato, transformándolo en un pequeño y ligero chaleco para submarinistas; y estima que tendrá preparado un prototipo completamente funcional para dentro de dos años.

Aunque esta nueva tecnología promete ser revolucionaria, los expertos comparten un buen número de preocupaciones


Trabajo duro

“Bodner supone que el circuito cerrado de respiración para un hombre rana usará un litro de oxígeno por minuto”, comenta Mike Rowley, Instructor Nacional del Club Sub-Aquático Británico (BSAC).

“Sin embargo, esta cifra no es una cifra absoluta; se basa en las medias de los hombres adultos que practican el buceo con botella re-utilizable. Con algo de trabajo (por ejemplo nadando contra una fuerte corriente) esta cifra puede subir hasta alcanzar los 3,5 litros por minuto.


Bodner cree que su sistema funcionaría bien con la configuración adecuada.
“Si asumimos por el momento que el resto de suposiciones de Bodner son correctas, la máquina va a tener que contar con alguna clase de capacidad de reserva para permitir afrontar largos períodos de alta exigencia metabólica de oxígeno”.

“Para hacer esto, necesitará algún método de reserva de oxígeno o bien algún medio que permita incrementar el flujo de agua, lo cual a su vez hará necesario incrementar la capacidad de la centrifugadora. Todas estas consecuencias tendrán el efecto de aumentar los requerimientos energéticos del sistema”.

Además de los límites potenciales que podrían existir en el bombeo, la concentración de oxígeno en el agua también es variable.

Existen “zonas muertas” en los lagos y en los océanos que contienen menos oxígeno disuelto, y ¿qué pasa cuando el agua contiene productos tóxicos o está severamente contaminada?”

“Yo no adoptaría esta nueva tecnología ya que introduce incertidumbres acerca del suministro de oxígeno, y más sabiendo que puedo contar con las fiables botellas que yo mismo he llenado anteriormente”, dice Craig Billingham, instructor técnico de submarinismo con más de 15 años de experiencia.


Un gran potencial

En circuitos cerrados, los buzos respiran el mismo aire una y otra vez, una vez que ha sido eliminado el dióxido de carbono. En la actualidad, la duración de la inmersión no se ve limitada por la cantidad de gas que pueda transportarse, sino por la duración operativa del filtrador de CO2, la cual se establece normalmente en 3 horas.

"LikeAFish pierde esta capacidad, ya que intenta eliminar la necesidad de transportar botellas”, dice Billingham.

“La limitación del equipo está en el filtrador de CO2, no en el suministro de gas. De modo que yo seguiría usando la bombona; no necesita baterías y funcionará en cualquier caso 10 horas, mientras que para obtener el mismo servicio con LikeAFish necesitarías un montón de baterías”.

“Además, las baterías y el agua de mar no se llevan bien. No es un caso de “¿podría fallar?” sino de “¿cuándo fallará?”.

Bodner admite que el sistema no es apto para ser usado en aguas con ausencia de oxígeno o polucionada y señala que un pequeño tanque de aire comprimido, incorporado al sistema, podría funcionar como reserva en caso de un fallo en la batería.

El gran potencial del dispositivo podría residir en los hábitats en submarinos. Como estos hábitats cuentan con restricciones, o ausencia total, de suministro eléctrico, todos emplean tanques de aire comprimido u oxígeno para su suministro de aire.

El dispositivo de Bodner podría reducir potencialmente la dependencia de los hábitas respecto a los buques que les suministran aire desde la superficie, liberándoles de la necesidad de remplazar los tanques de aire comprimido. La energía que estos hábitats (y el sistema de separación de aire) requieren podría ser suministrada, por ejemplo, por generadores que aprovechen las mareas y las olas.

“En conclusión, yo pensaría que es bastante improbable que este sistema pueda convertirse en una alternativa práctica al buceo a pulmón, o con filtro de CO2, para los submarinistas”, dijo Rowley.

“Podría ser una solución práctica para submarinos o hábitats sumergidos. Sin embargo, no me cerraré en banda y seguiré su desarrollo con un profundo interés”.


Fuentes:
http://www.tendencias21.net/Ya-es-posible-sumergirse-en-el-agua-sin-necesidad-de-bombonas-de-aire-comprimido_a654.html
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1899