UN REBREATHER COL FRENO DI BICICLETTA E IL RIDUTTORE DEL PIBIGAS

Il vecchio ARO si è molto evoluto. Anzi, si è completamente trasformato. E si delinea una tendenza: per il sub professionista CCR, per il dilettante SCR. Ma, fin dal 1959…

Rebreather. Qui tutti ri-respirano. Non più aria fresca ma aria riciclata. Comunque composta e miscelata là per là. Ad opera di un computer, si capisce. Oramai fanno tutto loro. Rispondono al telefono, per esempio. Avete mai provato a chiedere lumi a una grande azienda? Certo che avete provato: premi 1 ti dice voce che non si capisce da dove provenga, premi 2, premi 3, premi 8 e se non trovi quello che cerchi premi 8 e ricomincia daccapo. In molti casi il gioco dei numeretti ti conduce in un “call center” e si finisce per ottenere l’ascolto d’una voce umana ma subito ci si rende conto che il computer ha addestrato l’essere umano talmente bene che questi risponde come fosse un computer. Insomma, stiamo avanzando a grandi passi verso l’I.A. (intelligenza artificiale) però ne siamo ancora molto lontani. Per il momento accontentiamoci della stupidità artificiale, che è effettivamente formidabile.

Sto divagando, scusate.

Il fatto è che il mese scorso l’ho trascorso quasi per intero lottando disperatamente contro un PC ‘coventrizzato’ (questo è un lemma della seconda guerra mondiale: deriva dal bombardamento a tappeto della città inglese di Coventry a opera della Luftwaffe tedesca) da un “cavallo di Troia” e contro la Telecom che mi aveva sospeso l’accesso alla rete perché avevo chiesto il rimborso di un pagamento effettuato ma non dovuto.

La sparata sui computer l’ho fatta perché sto per occuparmi di rebreather e in essi il cuore oltre che il cervello dei CCR (closed circuit rebreathers) si identifica con la CPU.

Sono trascorsi 12 anni dal 1996, quando Umberto Pepoli, con la sua SNSI, pubblicò il primo manuale per l’uso del SCR (Semi-Closed Rebreather). Tutte le altre didattiche subacquee ricreative osteggiavano le immersioni con il Nitrox, figuriamoci quelle con il rebreather. Ma intanto si sviluppava l’immersione “tecnica” che avvicinava il subacqueo amatoriale al sommozzatore professionista, e con questa e per questa prendeva piede il rebreather

L’ARA  del subacqueo sportivo è costituito da una bombola contenente aria compressa, respirabile tramite un erogatore che fornisce all’uomo immerso la miscela di gas in equilibrio con la pressione ambiente.

In un circuito aperto (OC - Open Circuit oppure CA – Circuito Aperto), durante l’espirazione, il gas viene disperso nell’ambiente circostante e dunque non è più riutilizzabile.  Se il subacqueo vuole prolungare il tempo di fondo, deve disporre di grandi scorte di gas: e con l’ARA lo può fare soltanto aumentando di molto l’ingombro e il peso che bisogna portare con sé.

Ad ogni atto inspiratorio il subacqueo preleva una quantità di gas dalla bombola, metabolizza l’ossigeno ed espelle l’anidride carbonica (tra poco vedremo come). Ad ogni inspirazione, insomma, diminuisce la scorta di gas contenuta nella bombola. Il tempo di fondo si riduce dunque respiro dopo respiro, per giunta con un enorme spreco di gas.

L’aria che respiriamo, composta di ossigeno e azoto in una percentuale, arrotondata, del 21% e del 79% rispettivamente, è la stessa che troviamo nella bombola di un normale autorespiratore.

Dei due gas che compongono la miscela respiratoria normale, l’unico che viene metabolizzato e dunque consumato  dall’organismo è l’ossigeno. Ma in una percentuale ridicola: circa il 4%, mentre il 16% viene espulso inutilizzato nell’acqua circostante. E sommato all’anidride carbonica fa il 95 per cento di gas sprecato, percentuale che sale al 99% a quote di – 30 metri.

L’autorespiratore a circuito chiuso (C.C.R. – Closed Circuit Rebreather) ricicla tutto il gas espirato. È un apparecchio di respirazione che al momento dell’espirazione “cattura” l’anidride carbonica prodotta dall’organismo e “rigenera” l’ossigeno parzialmente consumato (metabolizzato)

Questo aumenta di molto l’autonomia dell’immersione, richiedendo nel contempo una ridotta quantità di gas rispetto a un Circuito Aperto e dunque un CCR consente elevate autonomie in immersione con ingombro e peso notevolmente ridotti rispetto a un normale ARA. A metà strada tra il CA e il CC troviamo i circuiti semichiusi, sistemi di riciclaggio del gas respirato, che prevedono una parziale fuoriuscita del gas.

Allora non fu facile diffondere l’uso degli SCR. C’era la convinzione nel mondo subacqueo, che la rivoluzione nel modo di immergersi l’avrebbero fatta i CCR, cioè i rebreather a circuito chiuso.

Il tempo ha dimostrato che il CCR rimane una macchina molto costosa, con notevole aumento dei rischi per l’utente, difficoltà e complessità dell’addestramento. Una macchina quindi per “pochi”. Lo SCR nel frattempo si è fatto strada e oggi (anno 2008) il rebreather semichiuso è ritenuto uno strumento alla portata di qualunque subacqueo ricreativo che abbia il desiderio di conoscere di più e scoprire un nuovo modo di effettuare immersioni.

Un vecchio adagio dice che “un subacqueo che respira da un circuito aperto scavalca gli ostacoli, chi respira con un rebreather ci gira intorno”.

Riassumendo: i rebreather sono di fatto degli ARO perfezionati che consentono di operare a quote assolutamente interdette respirando ossigeno puro. Singolare la loro origine: quando gli Stati Uniti dettero inizio alla conquista dello spazio cosmico, alla NASA avvertirono presto la necessità di disporre di rebreather a circuito chiuso. Questo perché l’ente spaziale americano dispone di una piscina per l’addestramento degli astronauti profonda ben 35 metri, in fondo alla quale è evidentemente impossibile operare respirando ossigeno puro. Ma d’altra parte durante le immersioni – effettuate per simulare gli effetti della mancanza di peso - ciascun astronauta è assistito da cinque sommozzatori e proprio le bolle emesse dagli ARA di costoro ne compromettevano il lavoro. Per ovviare a questo grave inconveniente, i tecnici della NASA hanno inventato un respiratore ad hoc che, nato per l’outer space interplanetario si è rivelato un magnifico strumento per l’esplorazione silenziosa dell’inner space, lo spazio interno delle acque.

Il problema di come recuperare ossigeno e quindi prolungare il tempo di permanenza sul fondo si è posto sin dagli inizi dell’attività subacquea amatoriale.

Il 29 agosto 1959, il medico triestino Cesare Olgiay, che esercitava la professione a Napoli, il collega napoletano Alberto Novelli ed Ennio Falco, grandissimi campioni di caccia subacquea raggiunsero la quota di 131,35  metri stabilendo il record di immersione con autorespiratore ad aria.

I tre respirarono con il “polmone erogatore” Explorer, brevetto Novelli-Buggiani,  messo in commercio nel 1956 dalla Pirelli che lo produceva. Dell’erogatore Explorer del dottor Novelli e del tecnico dell’Italsider di Bagnoli Pietro Buggiani (stava a Novelli come l’ingegnere dell’Air Liquide Émile Gagnan stava a Jacques-Yves Cousteau) furono prodotti tre modelli: Maior, Standard e Minor.

L’erogatore Explorer fu  il primo “bistadio” al mondo. Fino ad allora, infatti, l’ARA era “monostadio”: una scatola rotonda di lamierino di ottone cromato che si fissava tramite l’apposito attacco riduttore di pressione direttamente alla rubinetteria di una coppia di bombole; da questa scatola, opportunamente sforacchiata, che conteneva il “cuore” dell’autorespiratore - la membrana di gomma che equilibra la pressione dell’aria erogata con quella idrostatica - partiva da destra un tubo corrugato di gomma flessibile l’altra estremità del quale terminava nel boccaglio; dal lato sinistro del boccaglio un altro corrugato, attraverso una valvola di gomma “a becco d’oca” nascosta nella stessa scatola, serviva allo scarico dell’aria espirata.

Le bombole dell’ARA monostadio dovevano essere indossate in modo che la scatola dell’erogatore fosse mantenuta all’altezza delle scapole, in corrispondenza dell’apice dei polmoni: infatti se fosse stata più in alto o più in basso, e a secondo della posizione assunta dal subacqueo, l’apparecchio sarebbe andato in erogazione continua oppure avrebbe provocato un sensibile affaticamento respiratorio.

Con l’Explorer, invece,  le bombole andavano indossate con i fondelli in alto e  alla rubinetteria si fissava il primo stadio, un riduttore di pressione, dal quale una frusta portava l’aria  a un  soffietto a due valve da collocare in alto sul petto, all’altezza dell’apice dei polmoni, nel caso dei modelli Standard e Maior; direttamente al secondo stadio – del  tutto simile a quello degli erogatori moderni – e quindi alla bocca del sommozzatore nel caso del modello Minor.

Lo sviluppo dell’idea e la progettazione furono molto artigianali. I primi esemplari furono assemblati con materiali di fortuna, al punto che nei prototipi  il riduttore di pressione era quello delle bombole di Pibigas, opportunamente adattato, e il cavetto d’acciaio che trasmette al primo stadio i valori di pressione idrostatica rilevati dalla membrana del secondo stadio era quello di un freno di bicicletta: che presto si arrugginiva e doveva essere sostituito prima di affrontare una immersione successiva.

Le prove in mare degli Explorer fecero correre seri pericoli agli sperimentatori volontari Ennio Falco e Claudio Ripa. Quest’ultimo una volta se la cavò assai fortunosamente da un guasto a quota -70.

 Dal canto mio feci diverse immersioni di prova con l’Explorer Standard. E siccome nella metà degli anni ’50 del Novecento l’attività subacquea si identificava con la caccia, feci notare ad Alberto Novelli che quando si penetrava in una tana per perseguitare un cernione bisognava prestare molta attenzione al soffietto a due valve fissato al petto: tenerlo premuto contro il fondo voleva dire bloccarlo e quindi impedire la respirazione. Fu subito trovata una soluzione: all’atto di entrare in una qualsiasi strettoia si sfilavano le bombole dalla schiena e le si spingeva in avanti, il fucile appoggiato sopra: in tal modo si diminuiva lo “spessore” del complesso sub-ARA e si recuperava lo spazio per far aprire il bivalve di ottone sistemato sul petto.

Da questo soffietto – che funzionava da sacco polmone e quindi senza la membrana equilibratrice – partiva il corrugato verso il boccaglio, mentre il corrugato di scarico, con la valvola “a becco d’oca” fluttuava libero in acqua. Il modello “Minor” non aveva il soffietto ma un vero e proprio secondo stadio, applicato direttamente al boccaglio e dotato di membrana equilibratrice: era quindi del tutto simile ai moderni erogatori bistadio; il modello “Maior”, dotato anche di un dispositivo per la depurazione dell’aria espirata mediante cartuccia di calce sodata, anticipava di 40 anni i moderni “rebreathers”.  Con questo innovativo erogatore  Ennio Falco, Alberto Novelli e Cesare Olgiaj per molti anni si dedicarono alla raccolta del corallo rosso negli abissi della Sardegna. Ennio morì nel 1969, Cesare nel 1971, Alberto ritornò all’antica professione e aprì uno studio dentistico a Prato.

La soluzione del problema dell’autonomia dell’autorespiratore era dunque in cima ai pensieri dei progettisti già più di mezzo secolo fa. Sul finire degli anni ’50 del secolo scorso l’ARA era costituito da due bombole da 10 litri ciascuna caricabile a 150 atmosfere: esattamente il quantitativo d’aria immagazzinabile in una moderna bombola da 15 litri a 200 atmosfere. Comunque sempre un apparecchio pesante e scomodo da trasportare. Non esistevano manometri da collegare alle bombole per tenere sott’occhio il consumo e il residuo di miscela respirabile. La rubinetteria recava un dispositivo meccanico di “riserva”: quando la pressione interna delle bombole scendeva a 50 atmosfere, la respirazione si faceva faticosissima; allora, tirando verso il basso un’astina di ferro o un cordino si abbassava la levetta della riserva, il gas tornava a fluire abbondante e si cominciava la risalita, per la quale dovevano bastare quelle 50 atmosfere. A volte accadeva che la levetta della riserva si abbassasse accidentalmente, e quando il subacqueo avvertiva la necessità di azionare il meccanismo lo trovava già attivato. Una brutta sorpresa che comportava seri rischi. Anche per questo il dottor Novelli concepì un congegno di recupero parziale dell’aria inspirata.

Ora arriva il rebreather, alimentato da una bomboletta da 7 litri  di Nitrox  (1400 litri) che durano ben più a lungo dei 3000 litri di un ARA. E arriva preceduto e accompagnato da studi approfonditi, sperimentazioni, prove; realizzato con materiali innovativi di piena affidabilità meccanica ed elettronica (persino la “calce sodata” che negli ARO provvedeva a fissare la CO₂ è stata sostituita da un composto chimico sintetico molto più efficace). È la subacquea moderna, bellezza: sempre più sicura, sempre più confortevole. “Natura non facit saltus. La natura non fa salti. Nemica dell’improvvisazione, procede per gradi” (Cesare Marchi: “Siamo tutti latinisti”, Rizzoli, 1986). Così la subacquea, che progredisce di pari passo con la meccanica, l’elettronica, la fisiologia umana. E che diventa paradossalmente sempre più semplice.  Quando fu introdotto il Nitrox – ricordate? – tutti gli attrezzi per adoperarlo erano rigorosamente “oil freer”. Oggi questa precauzione è necessaria soltanto in presenza di percentuali di ossigeno superiori al 40 per cento. Allora io non ebbi dubbi: prima o poi l’aria compressa sarebbe stata usata soltanto negli autolavaggi per asciugare le vetture. Ora che la stessa agenzia didattica sta dedicando grande attenzione allo SCR nemmeno ho dubbi: prima o poi sarà questo apparecchio l’autorespiratore standard per i subacquei non professionisti.

Non per niente, fare innovazione significa realizzare l’improbabile.