La diferencia entre un rebreather semicerrado y uno cerrado está en qué variable fija cada uno. El semicerrado (SCR) fija la mezcla y el caudal de gas que entra, y deja que tu consumo de oxígeno decida qué respiras. El cerrado electrónico (eCCR) fija la presión parcial de oxígeno que respiras y deja que la profundidad decida la fracción. De esa elección salen sus ventajas, sus límites y sus formas de hacerte daño.
En resumen
| Semicerrado de flujo constante (SCR) | Cerrado electrónico (eCCR) | |
|---|---|---|
| Qué fija | Mezcla y caudal que entran | Presión parcial de O2 (setpoint) |
| Qué varía | La fracción de O2 del lazo, con tu esfuerzo | La fracción de O2, con la profundidad |
| Gases | Una mezcla, normalmente nitrox | Oxígeno + diluyente (aire, nitrox, trimix) |
| Burbujas | Ventila gas de forma continua | Casi ninguna, salvo al ascender |
| Sensor de O2 | No imprescindible en el diseño clásico | Imprescindible: normalmente tres |
| Riesgo típico | Hipoxia por esfuerzo o flujo bajo | Hiperoxia o hipoxia por fallo de sensores o control |
Tres formas de reponer el oxígeno
Todo rebreather hace lo mismo con el CO2: lo retira con un absorbente. Donde se diferencian es en cómo reponen el oxígeno que tu cuerpo consume. La revisión médica de StatPearls sobre rebreathers de buceo, publicada por StatPearls Publishing y alojada en la NCBI Bookshelf de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos, lo resume así: en los semicerrados el gas entra por un orificio de flujo másico constante y la fracción de oxígeno está pensada para un rango de esfuerzo, de modo que un esfuerzo inesperadamente alto puede causar hipoxia; en los cerrados controlados electrónicamente, un circuito de control la mantiene en un nivel definido.
Hay, en la práctica, tres familias:
- Rebreather de oxígeno: el lazo es oxígeno puro. Sencillo, pero limitado a pocos metros (a 6 m ya son 1,6 bar de PpO2).
- Semicerrado: entra una mezcla con más oxígeno del que necesitas y el excedente se ventila.
- Cerrado: entra solo el oxígeno que consumes, y el volumen lo completa un diluyente.
Cómo se llegó de uno a otro lo contamos en la historia del rebreather. Aquí vamos a la mecánica.
Cómo funciona un semicerrado de flujo másico constante
El semicerrado activo más extendido en buceo recreativo es el de flujo másico constante (constant mass flow, CMF). Una boquilla calibrada, que trabaja como un venturi sónico, deja pasar un caudal fijo de nitrox hacia el lazo, independiente de la profundidad. Tú consumes una parte del oxígeno de ese gas; lo que sobra acaba saliendo por una válvula de sobrepresión.
La fracción de oxígeno a la que se estabiliza el lazo sale de un balance de masas sencillo, el que desarrollan páginas técnicas como la de Åke Larsson:
FO2 del lazo ≈ (caudal × FO2 de la mezcla − consumo de O2) / (caudal − consumo de O2)
The Rebreather Site da los caudales del Dräger Dolphin: 5,8 litros por minuto con EAN60, 7,3 con EAN50 y 10,4 con EAN40. Con EAN50 a 7,3 l/min y un buceador que consume 0,9 l/min de oxígeno, el lazo queda en torno al 43 %. Ese 43 % es el que manda, no el 50 % de la botella: a una PpO2 de 1,3 bar solo te deja bajar a unos 20 metros, aunque el fabricante, según la misma fuente, fija 22 m para EAN50.
El punto débil del semicerrado: tu esfuerzo cambia la mezcla
Si aplicas la misma fórmula a otros consumos de oxígeno, con EAN50 y 7,3 l/min, el resultado es este (cálculo propio con la ecuación anterior):
| Consumo de O2 | Situación orientativa | FO2 del lazo |
|---|---|---|
| 0,5 l/min | Reposo | ≈ 46 % |
| 0,9 l/min | Natación suave | ≈ 43 % |
| 1,5 l/min | Esfuerzo moderado | ≈ 37 % |
| 2,0 l/min | Esfuerzo intenso | ≈ 31 % |
Fíjate en la dirección: cuanto más trabajas, menos oxígeno hay en el lazo, justo cuando más lo necesitas. Con EAN50 y a poca profundidad el margen es amplio. Con mezclas más pobres, un caudal mal ajustado o una boquilla parcialmente obstruida, esa caída puede llevar la PpO2 por debajo de lo respirable, sobre todo cerca de la superficie, donde la presión ambiente no ayuda. Es la razón por la que la formación en semicerrado insiste tanto en comprobar el caudal y por la que algunos diseños posteriores incorporan un sensor de oxígeno aunque el principio no lo exija.
La otra cara es la profundidad. La fracción del lazo es casi independiente de ella, así que la PpO2 crece al bajar exactamente como en nitrox en circuito abierto. Para ir profundo con un semicerrado necesitas una mezcla pobre en oxígeno, que en superficie puede no ser respirable, y además respiras siempre menos oxígeno del que podrías: el lazo está por debajo de la mezcla de la botella. Eso se paga en descompresión. Por eso, para trimix a gran profundidad, el semicerrado de flujo constante es una herramienta poco eficiente, aunque ahorre muchísimo gas respecto al circuito abierto.
El semicerrado pasivo: ventilar una fracción de cada respiración
Existe otro tipo de semicerrado que no inyecta un caudal fijo: el de adición pasiva (PASCR). En lugar de meter gas a ritmo constante, expulsa una parte de cada exhalación y repone el volumen con gas fresco cuando el lazo se queda corto, igual que una segunda etapa entrega aire al inspirar.
Un ejemplo conocido es el Halcyon RB80. Según InDEPTH, descarga alrededor de una décima parte del volumen respirado en cada ciclo mediante un sistema de fuelles concéntricos. La ventaja es que el gas que entra sigue a tu ventilación: si respiras más, entra más. El lazo sigue siendo más pobre en oxígeno que la mezcla de la botella, y la relación entre ventilación y consumo de oxígeno sigue importando, pero el efecto del esfuerzo es menor que en un CMF.
Cómo controla el oxígeno un cerrado electrónico
El eCCR le da la vuelta al problema. Lleva dos gases: oxígeno puro y un diluyente (aire, nitrox o trimix). El diluyente aporta volumen y gas inerte; el oxígeno repone lo que consumes.
El control descansa en tres piezas:
- Sensores de oxígeno en el lazo: casi siempre células galvánicas, el estándar del sector según DAN, y en unos pocos equipos sensores ópticos de luminiscencia.
- Un setpoint, la PpO2 objetivo que eliges, por ejemplo 1,2 o 1,3 bar.
- Un solenoide: cuando los sensores leen por debajo del setpoint, el ordenador lo abre y entra oxígeno.
Como lo que se mantiene es la presión parcial, la fracción cambia con la profundidad según la ley de Dalton. Con un setpoint de 1,3 bar respiras un 32,5 % de oxígeno a 30 metros (4 bar absolutos) y un 26 % a 40 metros (5 bar). Es siempre la mezcla con más oxígeno que el límite te permite, y eso reduce la carga de gas inerte y la descompresión. Con diluyente de trimix, el helio completa el lazo en profundidad y limita la narcosis. Es la razón por la que el eCCR domina el buceo técnico profundo.
El precio del control: depender de lo que miden los sensores
Todo eso funciona mientras los sensores digan la verdad. El controlador no sabe qué oxígeno hay en el lazo; sabe lo que leen sus células. Si leen de menos, inyecta de más, y el resultado es hiperoxia. Es el mecanismo del current limiting, que explicamos en sensores de oxígeno galvánicos, junto con la lógica de votación entre tres células que usan casi todos los eCCR. Si leen de más, o si falla el solenoide, la batería o el suministro de oxígeno, el lazo puede quedarse sin oxígeno sin que lo notes. StatPearls recuerda algo obvio que conviene tener presente: los solenoides y los ordenadores necesitan electricidad y las válvulas mecánicas no.
Por eso la PpO2 se vigila también a mano y por eso existe una solución intermedia: el circuito cerrado manual (mCCR). En los equipos KISS, un orificio inyecta oxígeno de forma constante, ajustado durante la formación al consumo basal de oxígeno de cada buceador, y este completa con una válvula manual mientras mira sus lecturas. El control existe, pero lo haces tú.
Una aclaración: los rebreathers de buceo no usan sensores paramagnéticos como norma. La medición en el lazo es galvánica en la gran mayoría de los equipos y óptica en unos pocos, como el sensor de estado sólido que Poseidon empezó a vender en 2017, según DAN.
Cuál elegir
No hay un ganador absoluto, sino herramientas para usos distintos:
- Semicerrado: más simple, menos dependiente de la electrónica y con menos burbujas que el circuito abierto. Su techo práctico lo pone la mezcla, y su riesgo, el esfuerzo y el caudal. Hoy es minoritario; agencias como TDI mantienen cursos para modelos como el Dolphin, el Ray o el Submatix ST100.
- Cerrado electrónico: mezcla óptima a cada profundidad, gasto de gas mínimo y trimix sin penalización. A cambio, más sistemas que pueden fallar y una disciplina de pruebas previas que no admite atajos.
Los fallos de oxígeno de ambos tipos, cómo se presentan y por qué a menudo no avisan, los repasamos en hipoxia e hiperoxia en rebreather. Y si quieres afianzar la teoría de presiones parciales antes de dar el salto, está desarrollada en los manuales de buceo con mezclas.
Fuentes
- ncbi.nlm.nih.gov
- therebreathersite.nl
- teknosofen.com
- InDEPTH
- kissrebreathers.com
- Divers Alert Network (DAN)
- tdisdi.com
soybuzo.com resume y cita lo que publican estas fuentes. Los datos, cifras y valoraciones son responsabilidad de quien los publica: ante cualquier duda, consulta el documento original y, para tu equipo, al fabricante o a tu centro de servicio.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un rebreather semicerrado y uno cerrado?
El semicerrado inyecta de forma continua una mezcla, normalmente nitrox, y ventila parte del gas al agua; la fracción de oxígeno del lazo depende del flujo y de cuánto oxígeno consumes. El cerrado solo añade el oxígeno que consumes y mantiene constante la presión parcial de oxígeno, completando el volumen con diluyente.
¿Por qué en un semicerrado importa tanto el esfuerzo?
Porque el gas entra a ritmo fijo y tú retiras oxígeno a un ritmo variable. Con EAN50 a 7,3 litros por minuto y un consumo de 0,9 l/min de oxígeno, el lazo queda en torno al 43 %; si trabajas duro y consumes 2 l/min, baja a cerca del 31 %. Con mezclas más pobres, ese descenso puede llevarte a hipoxia.
¿Qué es el setpoint de un rebreather?
Es la presión parcial de oxígeno que el controlador de un circuito cerrado electrónico intenta mantener en el lazo, por ejemplo 1,2 o 1,3 bar. Cuando los sensores leen por debajo, el ordenador abre un solenoide y añade oxígeno.
¿Los rebreathers usan sensores paramagnéticos?
No es lo habitual. Los rebreathers de buceo miden el oxígeno con células electroquímicas galvánicas o, en algún caso, con sensores ópticos de luminiscencia. Los analizadores paramagnéticos existen en laboratorio y en medicina, pero no son el sensor típico de un lazo de buceo.
¿Qué es un mCCR?
Un circuito cerrado manual: un orificio calibrado inyecta oxígeno de forma constante, ajustado al consumo basal (en reposo) del buceador, y este añade el resto a mano mientras vigila la PpO2. Es la filosofía de los rebreathers KISS.