martes, 26 de abril de 2016

Relacion Buceo y Espacio II

Bueno, ya hemos visto como los Astronautas, Cosmonautas y Takionautas (como se llaman a los Chinos en el espacio) se saturan de Oxigeno para evitar problemas derivados de los cambios de presión que sufren en sus cuerpos.

Es al revés al buceo y más cuando al finalizar la inmersión nos ponemos a respirar Oxígeno puro a unos 3 metros de profundidad.. nos permite eliminar más rápidamente el Nitrógeno en los tejidos.

Bien, entendido, pero... ¿en que se siguen relacionados el espacio exterior y el mundo submarino? porque sino no habrías titulado la entrada anterior con un I.

Son varias el resto de semejanzas que encontramos, vamos a ir hablando de una en una.

EVA

Equipos de Respiración.

Bueno, pues las mochilas que llevan los astronautas a la hora de realizar las EVAs entre otras cosas son un Rebreather, aunque en este caso funcionan con O2 puro, en vez de utilizar una mezcla gaseosa. Se debe a que al no haber una gran presión ya no se puede producir la Hiperoxia de Altas Presiones (así se llama ese efecto).

Cierto que también queda el tema de Intoxicación Crónica por Oxígeno (lo que comentaba alguna vez de que te puede quemar los pulmones), pero el tiempo de exposición no es tan largo como para que se produzcan daños. Ya que la duración de estos paseos espaciales tanto para los trajes EMU como para los Orlan es de 6 horas y media más una reserva de 30 minutos para emergencias.

Ambos equipos dispones de tanques primarios y secundarios de Oxígeno, Los tanques principales de los EMU funcionan a 62 atmósferas, mientras que los secundarios y los de los Orlan funcionan 406 atmósferas de presión.

Como Rebreather que son disponen de filtros de CO2, que en el caso de los trajes Rusos contienen hidróxido de litio, mientras que los trajes de EE.UU pueden llevar también oxido de plata.


Control de Temperatura.

Aquí se separa un poquito del buceo normal, ya que el buceador típico para aislarse del frió utiliza trajes de neopreno o trajes secos. Recientemente han aparecido en el mercado chalecos eléctricos que proporcionan calor durante las inmersiones.

Sin embargo en el buceo profesional, con muchas horas de inmersión y a temperaturas del agua que en ocasiones rozan los 0ºC se da el caso en que se suministre calor al traje mediante un umbilical que también puede proporcionar la mezcla de gases respirables.

En el espacio es la propia mochila la que lleva el sistema de calefacción (y también de refrigeración),  pero en los EMUs existe la posibilidad de que el cable umbilical suministre el agua del sistema de refrigeración.


Entrenamiento de los astronautas.

Creo haber leído al principio del programa espacial norteamericano los astronautas simulaban la ingravidez mediante corras y poleas, y no fue hasta que realizaron el primer paseo espacial que se dieron cuenta de que el entrenamiento que estaban realizando no estaba dando sus frutos....

Eduard White en el primer paseo espacial de EE.UU


Y al tratar de encontrar una solución... ¿en que se inspiraron?

Pues si, queridos Aquanautas, en el buceo. ya que al estar en el agua (según Arquímedes) sufrimos un impulso vertical hacia arriba igual al peso del líquido que desalojamos. Osea que nos volvemos ingrávidos o casi ingrávidos.

Entrenamiento de Astronauta en ingravidez.

De esta forma se construyeron enormes piscinas donde los Astronautas y Cosmonautas simulan los trabajos que van a realizar en un entorno de micro gravedad.

Piscina de la Nasa donde esta "construida" la ISS.

En estos entrenamientos los Astronautas son atendidos por buceadores profesionales, y creo que es uno de los trabajos donde más a gusto me encontraría.


Estaciones espaciales

Como podemos imaginar la gente que esta en el espacio necesita un lugar donde poder descansar, trabajar y estar protegidos del espacio exterior, teniamos las lanzaderas, estan las naves Soyuz y estan las estaciones espaciales.

Mir

Estas ultimas están diseñadas para permanecer en órbita y solo necesitan que se les provea de suministros de forma periódica. Tienen sistemas de soporte vital, calefacción, comunicaciones, etc.
Son hábitats muy semejantes a los hábitats submarinos que ya habíamos comentado, con la salvedad de que son muchísimo más caros. Y que mientras los que están en el mar tienen que soportar la presión de la columna de agua, en el espacio tienen que soportar el vació exterior.

Hay señalar que en el hábitat submarino de Aquarius se entrenan astronautas, ya que reproduce las condiciones de aislamiento y equipos que van a sufrir una vez que salgan a la órbita terrestre.

Entrenamiento de trabajos en Aquarius.

Bueno, espero que la próxima vez que veáis una película os deis cuenta de la dificultad real de la gente que se arriesga en la exploración del espacio y no penséis que es todo un camino de rosas.

¡¡¡Nos vemos por el fondo que ya empieza la temporada!!

miércoles, 20 de abril de 2016

Relación entre el buceo y el espacio I


Sinceramente, creo que todos o bien de niños o bien de adultos hemos soñado con ser astronautas. Hombres y mujeres que se enfrentan al espacio exterior y a lo desconocido. Viéndoles flotar ingrávidos dentro de las naves o estaciones espaciales. Saliendo al exterior con esos equipos tan chulos a hacer sus paseos espaciales.


Pero no es Hollywood todo lo que parece, perdón, no es oro todo lo que parece, el espacio está lleno de peligros que nada tienen que ver con lo que nos muestran en las películas a las que estamos tan acostumbrados. Sinceramente lo que más se parece es.... (si estas siguiendo este blog seguro que ya sabes la respuesta)... es el buceo.

A ver, lo primero, me voy a referir a los paseos espaciales por su acrónimo en ingles EVA (Extravehicular Activity).

Estamos acostumbrados a las películas donde el astronauta de turno ve que hay un problema, se enfunda en el traje y sale fuera de la nave para salvar la situación. Por desgracia no es tan sencillo como nos lo pintan. Para realizar un EVA es necesario primero realizar una adaptación/descompresión adecuada, vamos a ir poco a poco.

Situemos a nuestro protagonista en una nave, lo primero seria saber que presión y que gas respirable existe en ella. Así nos encontramos que en programa Gemini y Apollo se utilizaba Óxigeno al 100% y a una presión de 1 atm. Pero el accidente del Apollo 1 demuestra el problema de utilizar como atmosfera solamente Óxigeno puro.

Astronauta del programa Gemini.

Si por el contrario esta en la Estación Espacial Internacional (desde ahora ISS) o el transbordador espacial la atmósfera es de Aire a 1 atm.

Estación Espacial Internacional (ISS).


Y esto es importante porque los trajes de los astronautas son de tela (Dani, perdóname por la blasfemia) y por lo tanto flexibles. Si la presión interna en el EVA fuese de 1 atm, nuestro pobre astronauta se convertiría en la versión espacial del muñeco de Michelín. Precisamente para evitar esto los trajes mantienen una presión mucho mas baja. Para ser exactos los trajes de EE.UU llamados EMU funcionan a una presión de trabajo de 0,29 atm (la misma presión que habría en la cima de una montaña de 9.220 metros) y los trajes Rusos, los Orlan, mantienen una presión de 0,38 atm (la montaña sería de 7.162 metros). El otro país que posee trajes espaciales es China, pero son una copia de los Orlan, por lo que deberían de funcionar de forma muy semejante.

Un astronauta y un cosmonauta.

Lo que sitúa a nuestro astronauta con la necesidad de hacer una adaptación si quiere salir al espacio exterior y no sufrir una embolia en el intento. Pues la disminución de presión puede provocar la enfermedad descompresiva.

En este momento es cuando aparecen las diferencias entre las distintas presiones de trabajo, pues mientras que los trajes Rusos al tener una mayor presión de trabajo y ser por lo tanto más rígidos, solo necesitan que el cosmonauta en cuestión este respirando oxigeno puro 30 minutos antes de salir al exterior.

Traje Orlan

Por otro lado la adaptación a los trajes de EE.UU es muy superior teniendo que respirar Oxígeno al 100% durante 40 minutos si la cabina donde se encontrase el astronauta fue despresurizada hasta 0,69 atm durante 12 horas, o bien si este respira O2 durante 4 horas si se encontraba a una presion de 1 atm. Para estos trajes existe también la posibilidad de acortar la duración de la adaptación haciendo ejercicio durante 10 minutos en una bicicleta y respirando Óxigeno al 100%, luego se le disminuye la presión del habitáculo donde se encuentra a 0,69 atm y sigue respirando O2 puro durante una hora más.

Traje EMU.

Una vez hecho esto, el protagonista se enfunda el traje espacial y se despresuriza la cabina durante 15 minutos hasta alcanzar la  presión de trabajo; finalmente durante los siguientes 30 minutos se lleva la esclusa hasta el vacio.

Astronauta saliendo por la esclusa.

Por si os interesa el tema, aquí os dejo el manual de EVA de la NASA.


Así que amigos Aquanautas, podemos ver que de la descompresión y de los tiempos de espera interminables no nos libramos ni saliendo del planeta.

Para la próxima entrada hablaremos de mas temas del espacio relacionadas con el medio aquatico


Quería aprovechar a agradecer a Daniel Martín todo su trabajo en su blog, lo he seguido a lo largo de los años y me encanta.
http://danielmarin.naukas.com/

martes, 12 de abril de 2016

Fosa de las Marianas. Deepsea Challenge

Perdona Nacho, ¿sabrías decirme cuantas personas han estado en el fondo del mar?

El ser humano es curioso por naturaleza y le gusta forzar los límites del conocimiento y ampliar sus fronteras.

Hoy se cumplen 55 años desde que el primer hombre abandono el planeta tierra. Fue Yuri Gagarin quien fue lanzado al espacio por la antigua Unión Soviética. Uno de los mayores pasos de la humanidad, desde mi punto de vista comparable al re-descubrimiento (si, porque no fueron solo los Vikingos los que llegaron antes sino también que llegaron los Romanos) de América y la llegada del hombre en la luna.

A día de hoy aproximadamente 520 personas han abandonado el planeta tierra para ir al espacio exterior incluyendo a los 12 hombres que han estado en la Luna. (Estas son las cifras oficiales, que si nos pasamos a teorías conspiratorias la cosa se desmadra).

Lo increíble es que a pesar de haber mandado al espacio a 520 personas la humanidad solo ha conseguido llevar a los más profundo de nuestro planeta (bueno del océano) a 3 personas.

En el 23 de enero de 1960 (1 año antes del vuelo de Yuri) el Batiscafo Trieste descendía a lo más profundo de la fosa de las Marianas, a un lugar denominado Abismo de Challenger, el lugar más profundo de los océanos.

File:Bathyscaphe Trieste.jpg
El Batiscafo Trieste

El Trieste era una especie de globo aerostático del mar, consistía en una esfera de acero donde se encontraban los 2 tripulantes (Jacques Piccard y Don Walsh) y un enorme deposito de gasolina que le facilitaba la flotabilidad positiva necesaria para emerger. Para descender tenia unos lastres que se desprendían para comenzar el ascenso. Alcanzó una profundidad de 11.034 metros. ¡Casi nada!

Y desde entonces nadie más se aventuro a esa profundidad. 

Ya, tenemos a 2 personas que se sumergieron, pero dijiste que habían sido 3.

Si, efectivamente, la 3ª persona es James Cameron

¿¿¿James Cameron???  ¿El de la peli Avatar? ¿El que hizo Titanic?

Pues si, ese mismo, aparte de las 2 primeras de Terminator, Abiss y otras tantas películas. Parece ser que James siempre fue un enamorado del mar, de pequeño fabricaba submarinos de cartón donde vivía increíbles aventuras como Jacques Cousteau.

Cuando a James Cameron le ofrecieron rodar la película Titanic lo primero que pensó fue: <<¡¡Genial, podre visitar el Titanic en el fondo del mar!!>>. Así que se puede decir que la película fué la excusa para poder retornar a los sueños de la infancia y poder sumergirse en el fondo del mar.

Fotograma de la película Titanic

Y parece que le cogió gusto pues dejo de lado las películas para centrarse en explorar el fondo del océano.

Volvió al Titanic con otros sumergibles y con un pequeño robot teledirigido y consiguieron imágenes nunca vistas por los científicos. Y como cineasta que es, rodaron un documental para dar a conocer sus descubrimientos al mundo.

Explorando la profundidad. Expedición al Titanic.

Siguiendo con el gustirrinin por los abismos oceánicos graban otro documental, esta vez sobre el acorazado Bismark

El acorazado Bismark.

Explorando el acorazado Bismark

Y así seguida el bueno de James cuando se dijo.. quiero ir al fondo del océano. Pero se encontró con un problema fundamental, y es que no existía ningun sumergible que pudiera llegar a esa profundidad, ya que el Trieste se encontraba retirado y además carecía de movilidad. ¿Y que hace una persona rica, con recursos y contactos cuando se le mete algo por la cabeza? Pues lo hace realidad cueste lo que cueste.

Así nacía el proyecto Deepsea Challenger, construido en secreto en Sidney y con el apoyo de National Geografic y Rolex; en febrero de 2012 se realizo su primera prueba en aguas del puerto de Sidney.

Photo: The DEEPSEA CHALLENGER
Deepsea Challenge

El sumergible cuenta con una esfera de acero en la que solamente entra 1 persona, cámaras 3D, brazos robóticos, hélices para autopropulsarse, sistemas de lastre y de emergencia, soporte vital, etc.

Image: DEEPSEACHALLENGER sub diagram
Deepsea Challenge

Lo curioso del diseño es que en vez de ser alargado en horizontal como un submarino convencional la forma de este sumergible es alargado en la vertical, dándole un aspecto atípico.

Finalmente el 12 de marzo de 2012 realizó la inmersión en la fosa de las Marianas, alcanzando la profundidad de 10.898 metros.

Todo el proceso de construcción del sumergible, sus pruebas de mar y las inmersiones realizadas hasta alcanzar el abismo Challenge se pueden ver en la película-documental homónima.

Cartel de la pelicula Deepsea Challenge


Aqui van unas fotos y un trailer de la misma



Deepsea Challenge comenzando inmersión.

Deepsea Challenge en el fondo, Foto tomada desde un vehículo no tripulado.

Como curiosidad quería señalar que durante las inmersiones había un reloj Rolex fijado en el brazo robot del submarino. Al llegar al fondo James Cameron acerco el brazo robótico hasta el ojo de buey de la escotilla y pudo comprobar que las manecillas seguían en movimiento (cosas de los patrocinadores).

Reloj en el brazo robótico.

Reloj en el brazo robótico.

Bueno, si alguien en algún momento le apetece regalarme un Rolex, desde aquí quiero decir que no es necesario que sea de oro. Me vale con que sea este modelo:


lunes, 4 de abril de 2016

Rebreather, que son y como funcionan.

Hola Nacho, oye, ¿has hablado varias veces de un dispositivo llamado Rebreather, en que cosiste?

Bueno, para empezar me voy a disculpar doblemente, una por poner la palabrita tantas veces sin explicarla y otra porque no tengo muchos conocimientos de este tema, pero como dicen los japoneses, ¡daré mi mejor esfuerzo!

Buceadores utilizando Rebreathers

Lo primero que habría que decir (y contado muy por encima) es que es un ingenio técnico que reutiliza nuestra propia exhalación. Por eso en algunos algunos artículos vienen referidos como Recicladores.

¿¿¿¿¿?????

Me explico: al expirar el gas (ya no es aire) de los pulmones, expulsamos: Nitrógeno, Dióxido de Carbono y Oxígeno. Si has leído bien, Oxígeno, ya que nuestro organismo no utiliza la totalidad del 21% que se encuentra en el aire, sino que al exhalar devolvemos el 14%. De esta forma para poder reutilizar el gas que desprendemos debemos hacer 2 cosas, captar el Dióxido de Carbono existente y aportar el suficiente Oxigeno para que podamos respirar.

La ventaja principal de este sistema respecto a un sistema convencional (la botella de toda la vida) es la duración de los equipos. Permite inmersiones u operaciones mucho más largas ya que el aporte que tienes que hacer de la botella que llevamos encima es muy poco.

El primer equipo de la historia es el aparato Rouquarol-Denayrouze que mencione en la entrada anterior. Después de eso se fueron mejorando hasta la 2º Guerra Mundial donde sirvieron en los ejércitos con sus éxitos y sus fracasos. Como podéis imaginar un cacharro que no desprende burbujas (con las que te pueden localizar) y te permite estar mucho tiempo bajo el agua es ideal para cualquier fuerza armada.


Principios de funcionamiento:

Como dijimos anteriormente su funcionamiento consiste en la eliminación de CO2 por reacción química y la reposición del oxigeno absorbido.

1º paso. La reacción química.

Se filtra el aire espirado de los pulmones, haciéndolo pasar por un filtro de cal sodada, el cual retiene dióxido de carbono, completando el circuito cerrado de respiración; dando como resultado de esta reacción química humedad y aumento de temperatura.

2º paso. La reposición del Oxígeno
.

El sistema repone mediante una o varias botellas el porcentaje de Oxigeno que nuestro cuerpo consume. Este puede variar sustancialmente entre individuos e incluso cambiar considerablemente si se varían las condiciones de equipo o físicas. Como el oxigeno puro es toxico a profundidad se utiliza en combinación con otros gases, pudiendo estar premezclados o bien que sea el Rebreather el que las mezcle.


Partes del equipo:
Todos los Rebreathers tienen unas partes básicas en común sea cual sea su marca y modelo

CCR
  • Una fuente de gas, que regenera la mezcla a las características más adecuadas de nuestra inmersión.
  • Un filtro de cal sodada.
  • Contra pulmones, que no son otra cosa que una o dos bolsas (dependiendo modelo) en el que se aloja el aire que respiramos y circula por el circuito.
  • Válvula unidireccional que asegura la circulación del gas que respiramos en una sola dirección, forzándolo a recorrer todo el circuito pasando tanto por el filtro de cal sodada como por la inyección del gas que restablece los niveles de O2 necesarios.
  • Válvula DSV que nos permite cerrar el circuito para evitar inundaciones del mismo en el momento de quitarnos la boquilla de la boca cuando estamos en plena inmersión.


Tipos de recicladores

Las principales diferencias de funcionamiento se basan en la mezcla gaseosa que utilizan para reponer el Oxigeno que necesitamos.

Rebreather Semicerrado (SCR)

SCR

El sistema repone mediante un flujo continuo de Nitrox (mezcla de Oxigeno y Nitrogeno) el porcentaje de Oxígeno que nuestro cuerpo consume. Este puede variar sustancialmente entre individuos e incluso cambiar considerablemente si se varían las condiciones de equipo o físicas. Estas variaciones se corrigen con tablas que contemplan el porcentaje de oxigeno en las botellas de Nitrox y nuestro consumo metabólico dándonos como resultado la cantidad de litros por minuto al que hemos de ajustar el flujo continuo.

Estos Rebreathers generan un exceso de gas en el circuito debido a la alimentación constante de la botella de Nitrox. Este exceso de gas es eliminado como burbujas del circuito.

Suelen ser completamente manuales, no dependiendo de baterías eléctricas ni ordenadores que controlen las mezclas según profundidad. No obstante algunos modelos pueden traer incorporados tanto de fabrica o como accesorio un oxímetro que nos muestra en todo momento la presión parcial del gas que respiramos.


Rebreather de circuito cerrado (CCR)


CCR

Son los Rebreathers más avanzados ya que disponen de unas ventajas claramente superiores a los de circuito semicerrado tanto a nivel de autonomía como de rango de profundidades, ya que estos regulan en todo momento concentración de oxigeno en mezcla y trabajan con otros diluyentes que disminuyen la absorción de nitrógeno en nuestro cuerpo como puedan ser el Helio.

Estos Rebreathers están totalmente monitorizados por consolas que en todo momento nos informan de la presión parcial del Oxígeno y de los cambios que están teniendo las mezclas de gases.

Son relativamente nuevos y muy complejos en su uso y mantenimiento, llegando a provocar verdaderos quebraderos de cabeza si no se tienen unos conocimientos muy bien asimilados ya que pueden llevara sus usuarios a equivocaciones que acareen graves consecuencias. Al poder descender con estos equipos a profundidades superiores a los 100 mts. los fallos se pagan muy caros y hoy por hoy estos equipos al ser tan complejos a nivel de electrónica pueden fácilmente tener averías en plena inmersión.


Ventajas respecto a los equipos tradicionales:
  • Autonomía: En el Rebreather se ofrece un mejor empleo del gas que respiras por lo tanto, el tamaño de las botellas puede reducirse considerablemente pero permitiendo una larga autonomía.
  • Humedad: El agua presente en la respiración y la generada por la reacción química en el filtro mantienen la humedad al 100% constantemente.. En los circuitos abiertos ocurre el contrario: la mezcla está casi completamente falta de humedad y causa una notable pérdida de líquidos del organismo del submarinista.
  • Volumen: El ciclo respiratorio siempre mantiene en circulación la misma cantidad de gas, por lo tanto el submarinista no está sometido a variaciones de volumen entre inspiración y expiración; además, el consumo lento y regular de gas sólo hace ocasionalmente necesarias las correcciones de volumen con el jacket.
  • Silencio: Es la primera ventaja que comprueba el buceador. En el entorno subacuático el impacto de un buceador normal (expulsando las burbujas al agua) es violento y esto no pasa desapercibido para los peces y otros animales. En el sistema semicerrado la respiración es absolutamente silenciosa y la difusión de las burbujas está muy limitada tanto en cantidad como en dimensión.
Comando Seal

Desventajas respecto a los equipos tradicionales:
  • Necesaria una formación muy especifica y cara.
  • Equipos muy caros.
  • Pueden llevar a confusión al buceador provacando un accidente.
  • Mantenimiento del equipo es fundamental.
  • Equipo extremadamente delicado.

Otros usos:

Aparte de la utilización de Recicladores en el buceo podemos encontrarlos en otras partes donde la autonomía de equipo sea muy importante, son los casos de bomberos y mineros, donde un equipo de respiración autónoma tradicional solo da aire durante un máximo de 1 hora. En estos casos, al no haber problemas de presión lo mejor sería llevar botellas de Oxígeno puro, ya que darían la mayor autonomía posible.

Podíamos hablar por ejemplo de los bomberos que se adentraron en las Torres Gemelas de Nueva York, los cuales lo hicieron sabiendo que no disponían del aire suficiente para realizar su trabajo (además que tenían que subir por las escaleras cargados de equipo y eso incrementa el consumo).
Rebreather utilizado por bomberos

Otro caso serian los mineros de las minas subterráneas como las que tenemos en el norte de España, en las que si te encontrabas en el interior tenias hasta varias horas de caminar y reptar para llegar al exterior, En Asturias los mineros disponían de recicladores de pequeño tamaño que tenían que llevar encima para poder escapar en caso de bolsas de gas.

Minero con un Rebreather de escape

El único inconveniente al utilizar un Reabrether en estos casos es que tanto por culpa de la reacción química como por provenir los gases de nuestro organismo, respiraríamos un gas que esta inusualmente caliente, siendo molesto hasta que te acostumbras a el.


Fuentes:
http://www.rebreathers.es/
https://es.wikipedia.org/