Di seguito viene descritto a grandi linee come è fatto un rebreather a circuito chiuso e quali sono le caratteristiche. Mentre nell’attrezzatura subacquea classica, chiamata “circuito aperto”, il gas espirato viene disperso nell’acqua, nel circuito chiuso (CCR, dall’inglese Closed Circuit Rebreather), evoluzione dell’antesignano rebreather a ossigeno (ARO), sia esso elettronico (ECCR) o a controllo manuale (MCCR), il gas espirato dal subacqueo viene purificato così da poter essere respirato di nuovo. È sostanzialmente costituito da un loop di respirazione (breathing loop) formato da un boccaglio collegato a tubi di gomma corrugata, da un sistema di addizione di ossigeno finalizzato a sostituire quello metabolizzato dall’organismo e da un altro per rimuovere l’anidride carbonica prodotta dal sub attraverso un assorbente chimico (in cui l’anidride carbonica viene “fissata”) contenuto in una cartuccia o filtro, infine da una sacca deformabile o contro polmone che fornisce al sub il gas sufficiente per respirare.

Il rebreather deve permettere nel suo circuito interno ai gas di poter circolare in un’unica direzione, e per ottenere questo vengono utilizzate delle valvole a fungo dette di non ritorno. La maggiore efficienza di un rebreather CCR rispetto ai circuiti aperti e ai semichiusi (SCR) consiste proprio nella purificazione e nel riutilizzo totale del gas respirato, che permette quindi un’autonomia molto maggiore. La possibilità di economizzare i consumi è il vantaggio primario che offre un rebreather a circuito chiuso.

Il secondo vantaggio consiste nel fatto che si annulla completamente il rumore e l’emissione di bolle, una caratteristica assai apprezzata dai fotografi e dai subacquei naturalisti. Il rebreather è inoltre caratterizzato dalla presenza di due bombole separate: una di O2 e una di diluente, quest’ultima contenente una miscela di gas (che può anche essere “semplicemente” aria), scelta in base all’immersione programmata e alla relativa profondità massima. Un’altra caratteristica sostanziale dei circuiti chiusi rispetto agli altri due sistemi, è che durante tutta l’immersione viene mantenuta costante nel circuito respiratorio la pressione parziale di ossigeno (PPO2).

Per monitorare la PPO2 vengono utilizzati dei sensori d’ossigeno collegati ad un’adeguata elettronica. Quando l’ossigeno scende sotto un valore predeterminato (set-point), entra in azione automaticamente una elettrovalvola (detta solenoide) che lascia entrare una parte di ossigeno dalla bombola che lo contiene. Invece nei rebreathers MCCR, il subacqueo monitorizza i valori letti dai sensori d’ossigeno e interviene manualmente aggiungendo ossigeno.
I sensori d’ossigeno e i display sono componenti ancora oggi considerati elementi critici di un CCR, ecco perché la maggior parte dei CCR sono costruiti utilizzando più sensori di ossigeno (almeno tre), i cui valori “devono” essere visualizzati sugli strumenti e confrontati in immersione uno con l’altro, per assicurarsi che non ci siano malfunzionamenti.

E’ importantissimo puntualizzare che la ridondanza dei sistemi di lettura e controllo della PO2 è necessaria perché una lettura non corretta può portare a gravi problemi di ipossia o di tossicità da ossigeno. In immersione, l’ossigeno e il diluente non sono le uniche bombole da portare, ma sono necessarie anche una o due bombola di riserva (bail out) posizionate sul fianco, caricate con miscele compatibili al profilo della immersione programmata, che permettono di risalire in caso di problemi con l’equipaggiamento principale.