Por que ainda mergulhamos com ar engarrafado? [fechadas]

A quebra de água em H ₂ e O ₂ através de eletrólise leva 241,8 Kj / mol . De acordo com howstuffworks.com, a pessoa média usa 550L de oxigênio puro por dia , o que equivale a cerca de 24,6 moles de O ₂ puro .

As novas baterias para carros da Tesla são de 85 kWh, o que (em um mundo perfeito) seria energia suficiente para extrair cerca de 1265 moles de O ₂ da água através de eletrólise, oxigênio suficiente para respirar por 51 dias! Mesmo um sistema com 1% de eficiência seria capaz de fornecer oxigênio suficiente para respirar por 12 horas. Os tanques de mergulho atuais duram apenas uma fração disso (usando ar engarrafado).

Por que os mergulhadores ainda usam o ar em vez de gerar oxigênio através da eletrólise, em um mundo onde as baterias têm capacidade suficiente para gerar bastante oxigênio através da eletrólise?

O ar engarrafado é usado para o SCUBA porque é simples, confiável e relativamente barato e um sistema de circuito aberto com uma válvula de demanda é bastante seguro de usar.

Existem sistemas de circuito fechado ( rebreathers ) que usam oxigénio puro engarrafado e depuradores de CO2, que proporcionam uma resistência muito prolongada por peso, mas são significativamente mais complexos do que o SCUBA gas-mix, pois as pressões parciais de O2 e CO2 têm de ser cuidadosamente monitorizadas e controlados e tendem a ser usados ​​somente para aplicações militares e comerciais especializadas, pois mesmo pequenas variações na mistura de gases podem ser fatais.

Se você está respirando uma mistura de gases que já tem a pressão parcial correta de oxigênio, então há muito menos para dar errado. Neste caso, apenas uma pequena fração do oxigênio transportado é realmente absorvida, mas ter um circuito aberto significa que você está sempre respirando a pressão parcial correta de oxigênio e o CO2 exalado apenas escapa como bolhas a cada respiração.

Você também precisa ter pressão suficiente no sistema para garantir que você possa realmente se equilibrar contra a pressão da água em qualquer profundidade em que esteja, novamente um cilindro de alta pressão com uma válvula de demanda é uma maneira simples e malsucedida de conseguir isso.

Uma vez que você comece a usar oxigênio puro, você precisa usar um sistema de circuito fechado ou fornecer um gás inerte para diluí-lo até a pressão parcial correta.

Há duas coisas importantes a considerar aqui:

1) A pressão parcial de oxigênio precisa estar certa, muito pouco e não pode ser absorvida por osmose, em demasia e se torna tóxica. Igualmente, você só inala uma pequena quantidade de oxigênio para cada pulmão à medida que ele é absorvido passivamente através de um gradiente de concentração.

2) É tão importante ser capaz de se livrar do dióxido de carbono quanto de absorver oxigênio; na verdade, o mecanismo de respiração é impulsionado pela concentração de CO2 e é por isso que ele é tão poderoso quanto o asfixiante. Em uma sala fechada você vai morrer de asfixia de CO2 antes de ficar sem oxigênio.

Um mergulhador precisa de mais ar por minuto do que apenas 7 a 8 litros, porque ele não está em repouso. Um mergulhador nadando com velocidade moderada precisa de cerca de 20 a 25 litros por minuto. Mas este é o consumo na superfície, em dez metros de profundidade o fluxo de massa necessário é dobrado e em 20 metros triplicado. Respirar oxigênio puro é seguro apenas em águas muito rasas, com cerca de 3 m de profundidade. Usar somente o fluxo de massa mínimo de oxigênio é possível somente se um purificador for usado para remover o dióxido de carbono exalado dentro do circuito fechado. Se oxigênio puro é usado em circuito aberto, o fluxo mínimo é novamente de 20 a 25 litros por minuto.

O mergulho com ar comprimido em garrafas é a maneira mais simples e segura de fazê-lo. Qualquer tipo de falha possível seria notado pelo mergulhador imediatamente. Em caso de falha, o mergulhador é capaz de reagir e usar um segundo sistema independente, compartilhar o ar com seu companheiro ou subir diretamente para a superfície (se não a profundidade).

Um rebreather de oxigênio de circuito fechado pode falhar de várias maneiras, resultando na perda de consciência do mergulhador sem aviso prévio.