Lo scafandro da palombaro ha consentito l’accesso dell’uomo al mondo sottomarino ma le leggi fisiche avevano stabilito che usando aria per la respirazione, l’uomo non potesse varcare le porte dell’alta profondità, dovendosi fermare tra i quaranta e i cinquanta metri.

Ma l’uomo, si sa, per sua natura tende a essere incontentabile e curioso. Dopo ogni sfida vin­ta, trova subito le motivazioni per metterne in piedi un’altra. In fin dei conti è la storia del progresso umano.

Così è stato anche nel campo dell’esplora­zione sottomarina. Si è dovuti passare attra­verso il pagamento di un elevato tributo nell’arco dei primi settant’anni, con tanti palombari caduti preda della “malattia dei cassoni” (embolia gassosa) e della narcosi da azoto. Poi l’uomo ha cercato in tutti i modi di oltrepassare tali ostacoli, venendo prima a capo del problema embolia con le tabelle di Haldane nel 1907. Successivamente si è posto il quesito di come superare certe profondità al di là delle quali il palombaro perdeva di lucidità e quindi di ca­pacità operativa. Era come se una certa eb­brezza, dovuta a un eccesso di bevande alcoli­che, lo pervadesse fino a fargli commettere qualche sciocchezza.

Nel 1919 un incredibile inventore e innovatore, l’ingegner Elihu Thomson, ipotizzò che per prevenire i fenomeni narcotici dell’aria respirata sotto pressione bastasse sostituire l’azoto con un gas più leggero, vale a dire dal peso molecolare inferiore.

Non fu l’unico e a testimoniarlo c’è un interessante documento storico, un brevetto deposi­tato il 15 agosto del 1919 da Charles John Cooke, un inglese residente a Washington.

Cooke deposita il brevetto di una miscela respiratoria per uso subacqueo. Le sue spiegazioni sono assolutamente sorprendenti e ci dicono che, già in quell’anno, c’era l’assoluta consapevo­lezza dei problemi legati alla respirazione di aria a elevate pressioni e l’identificazione precisa nell’azoto quale agente scatenante questi problemi.

Manuale americano datato 191 del “Bureau of Mines” sull’utilizzo degli apparati di ricircolo a circuito chiuso a ossigeno per il soccorso nelle miniere.

Nel suo brevetto, Cooke spiega dettagliatamente tutte le problematiche inerenti la respira­zione di aria compressa e fornisce, come soluzione, alcune miscele alternative dove è sostituito l’azoto con un altro diluente. Le miscele dichiarate da Cooke sono tre: elio-ossigeno, argon-ossigeno e idrogeno-ossigeno. L’elio viene de­finito abbastanza inerte anche se da un punto di vista chimico, come diluente sarebbe prefe­ribile l’idrogeno. Quest’ultimo, però, è peri­coloso da gestire perché potenzialmente esplo­sivo quando miscelato con l’ossigeno.

In pratica Cooke, nel 1919, già spiega in modo dettagliato e chiaro quelle che poi sa­ranno le soluzioni adottate in concreto dopo anni di sperimentazioni.

Tutto questo fermento sull’uso dell’elio de­rivava in parte dalla scoperta di grossi giaci­menti di questo gas in Texas. L’elio era un gas relativamente giovane, essendo stato scoperto nel 1868 ma estratto solo a partire dal 1895 e inizialmente soltanto negli Stati Uniti. L’elio si poteva estrarre da minerali di uranio e torio attraverso un procedimento di decadimento radioattivo ma, più facilmente e in quantità maggiore, si poteva trovare anche in partico­lari giacimenti di gas naturali come quelli del Texas. L’unico problema dell’epoca era che non si trovava ancora un’applicazione pratica per questo gas.

L’ingegnere Eliuh Thomson

Quindi, il monopolio nella estrazione dell’e­lio e la ricerca di un suo possibile utilizzo furo­no le principali motivazioni che portarono gli americani a sperimentare per primi le miscele elio-ossigeno fin dal 1921,  anno nell quale la Marina degli Stati Uni­ti, a seguito degli stimoli dello stesso Thomp­son e di un altro ricercatore, Behnke, si di­chiarò interessata a una sperimentazione nel campo delle miscele respiratorie a base di elio. I primi esperimenti furono condotti nella sta­zione sperimentale del Bureau of Mines di Pittsburgh e iniziarono testando l’effetto della miscela sugli animali per poi continuare gli studi con soggetti umani. Si comprese, dalle prime evidenze, che si era imboccata una stra­da molto interessante.

In campo militare, la sperimentazione di miscele per l’alta profondità fu sospinta ini­zialmente dalla necessità di intervenire a quo­te sempre maggiori nell’opera di soccorso ai sommergibili affondati. Nel 1925 e nel 1927 l’U.S. Navy aveva perso, causa collisioni acci­dentali, due sottomarini, l’S-51 e l’S-4. Gli af­fondamenti dei sottomarini si risolvevano di solito con la perdita totale dell’equipaggio e questo destava grande emozione tra l’opinio­ne pubblica, oltre che grande preoccupazione tra i sommergibilisti.

Il brevetto depositato da Charles John Cooke nel 1919 sull’uso di miscele sintetiche nella respirazione su­bacquea.

Qualche volta parte dell’equipaggio riusci­va a sopravvivere alle prime fasi dell’affonda­mento rifugiandosi nei comparti stagni non invasi dall’acqua ma, di solito, soccombeva nelle ore successive a causa dell’enorme diffi­coltà delle manovre di salvataggio.

I palombari, quando era possibile, lavora­vano sul sommergibile, ma spesso, causa la poca lucidità per l’aria respirata ad alta pres­sione, lo facevano con scarsissimi rendimenti.

Fu così che, per cercare una soluzione a questo problema, il Navy’s Bureau of Con­struction and Repair si mise al lavoro in siner­gia con il Bureau of Mines (con notevole espe­rienza nel campo delle apparecchiature a cir­cuito chiuso a ossigeno per il soccorso nelle miniere e soprattutto proprietario dei mag­giori giacimenti di elio).

Nel 1924 si cominciò la sperimentazione con immersioni “a secco” in camera iperbari­ca, arrivando a profondità intorno ai 50 me­tri.

I primi risultati confermarono che il pa­lombaro poteva raggiungere profondità eleva­te senza manifestare fenomeni di alterazione psicofisica. Si cominciavano a socchiudere delle porte.