Una linterna de buceo es una fuente de luz que lleva un buceador para iluminar el entorno submarino. Los buceadores suelen llevar linternas autónomas, pero los buceadores con suministro desde la superficie pueden llevar linternas alimentadas por cable.
Una linterna de buceo se utiliza habitualmente durante las inmersiones nocturnas y en cuevas, cuando hay poca o ninguna luz natural, pero también tiene una función útil durante el día, ya que el agua absorbe primero las longitudes de onda más largas (rojas) y luego las amarillas y verdes a medida que aumenta la profundidad. Al utilizar luz artificial, es posible ver un objeto a todo color a mayores profundidades.
El agua atenúa la luz por absorción, por lo que el uso de una linterna de buceo mejorará la visión submarina del buceador en profundidad. [1] A medida que aumenta la profundidad, el agua absorbe más luz. La absorción del color depende de la pureza del agua: el agua pura es más transparente a las frecuencias azules, pero las impurezas pueden reducir esto significativamente. La visión del color también se ve afectada por la turbidez y las partículas de mayor tamaño. [2]
Las primeras luces submarinas eran lámparas eléctricas fijas o lámparas portátiles con baterías secas para uso de buceadores con indumentaria de buceo estándar . [3] Siebe Gorman & Company Ltd desarrolló un modelo de lámpara portátil con una lente parabólica y sujeta al corsé del buceador a través de una articulación esférica que permitía al buceador usar ambas manos mientras trabajaba. [3]
En 1906, se introdujo el filamento de tungsteno y se utilizó para producir luces de buceo incandescentes de 200 a 3000 velas . [3] La Siebe Gorman & Company introdujo una lámpara de mano de vapor de mercurio de 250 vatios en 1919 que podía producir hasta 18 000 velas. [3] Para bucear en aguas turbias, las lámparas de mano de sodio de 45 vatios se convirtieron en la opción preferida. [3] Estas primeras luces tenían que encenderse bajo el agua para evitar que se agrietara el vidrio calentado al entrar en agua fría. [3]
La primera linterna disponible para la Marina de los EE. UU. tenía 150 candelas de potencia. [4] Las primeras pruebas mostraron la necesidad de aumentar la longitud del cable de la linterna estándar de la Marina de los EE. UU. de 125 pies a 250 pies en 1915 para permitir un mayor alcance operativo. [4] La Unidad de Buceo Experimental de la Marina de los Estados Unidos continúa evaluando las luces de buceo para la salida de iluminación húmeda y seca , la duración de la batería, la integridad hermética, así como la profundidad operativa máxima. [5]
Las bombillas halógenas se empezaron a utilizar en las últimas décadas del siglo XX, ya que producían más luz para la energía que utilizaban. Les siguieron las lámparas de descarga de alta intensidad y, más tarde, los diodos emisores de luz, tanto de forma individual como en conjuntos. Los buceadores con suministro desde la superficie podían utilizar la energía de un cable en el umbilical, pero los buceadores necesitan luces que sean independientes de una conexión a la superficie para aprovechar al máximo su ventaja de movilidad. Las fuentes de energía portátiles progresaron desde las baterías de plomo-ácido para las luces recargables y las baterías de zinc-carbono para las fuentes de alimentación desechables, hasta las baterías alcalinas , de níquel-cadmio (NiCad), de níquel-hidruro metálico (NiMH) y, más recientemente, las baterías recargables de iones de litio [6].
Las linternas de minero a prueba de agua resultaron ser adecuadas para profundidades moderadas y eran populares para el buceo en cuevas. Para mayores profundidades, las linternas caseras y, más tarde, fabricadas por profesionales continuaron la tradición de una fuente de alimentación potente pero pesada y voluminosa, conectada a un cabezal de luz liviano y fácil de transportar, que se podía llevar en la mano o colgado de un clip o alrededor del cuello cuando se necesitaban ambas manos para una tarea. El mango Goodman se desarrolló para permitir que el cabezal de la luz se llevara en el dorso de la mano, lo que liberaba los dedos para otras tareas. Esto se desarrolló más tarde en el guante Goodman, un guante parcial suave que sostiene la luz de la misma manera que un mango Goodman. A partir del año 2000, las linternas de bote con baterías de plomo-ácido selladas (12 V 7 AH) eran estándar para las luces primarias de cuevas, y las HID también eran populares para la espeleología, ya que eran más eficientes y usaban menos vatios para lúmenes equivalentes: una HID de 18 W sería más brillante y duraría más que una halógena de 50 W. La desventaja del HID era que no se podía apagar y encender de nuevo inmediatamente y era mucho más caro. [6]
Se ha producido un aumento continuo de la salida de lúmenes para fuentes de luz de menor potencia y una mayor densidad de potencia de las baterías. En la segunda década del siglo XXI, se encuentran disponibles luces portátiles compactas con una salida de varios miles de lúmenes en configuraciones de haz ancho y estrecho, a veces combinadas y a veces combinadas con LED rojos y secuencias de destellos similares a los flashes. Estas luces también suelen ser adecuadas para su uso como luces de vídeo y pueden sustituir a los flashes para la fotografía fija, a un precio. Algunas luces LED también están disponibles con salida ultravioleta para la observación y fotografía de organismos fluorescentes . [6]
Desde hace muchos años, se encuentran disponibles tanto focos de haz estrecho como reflectores de haz ancho y combinaciones de ellos. Algunos de los cabezales de luz tenían reflectores que se podían deslizar a lo largo del eje para enfocar el haz, pero las luces más recientes simplemente proporcionan un conjunto separado de LED para haz estrecho y ancho, y cambian de uno a otro según sea necesario. La salida de potencia variable también es común en estas luces y la potencia seleccionada permite un brillo bajo para un tiempo de encendido prolongado o un brillo más alto y un encendido más corto. [6]
Una de las primeras linternas de cartucho atribuidas a Frank Martz en torno a 1965 utilizaba luces de automóvil con haz sellado. Las linternas de cueva posteriores utilizaban cabezales de luz de tubo de ensayo. Estas fueron fabricadas comercialmente a principios de los años 70 por Lamar English (English Engineering) y, más tarde, Mark Leonard produjo una gama de linternas de cartucho con cartuchos de sección circular y rectangular en acrílico y aluminio. Mark Leonard cofundó Dive-Rite y American Underwater Lighting tomó el relevo de English Engineering. Bill Gavin modificó la linterna English con cables de desconexión rápida, que AUL produjo como Spectrum 1000 Extreme Exposure. En el año 2000, se utilizaban baterías de NiCad en algunas linternas de cartucho. [6]
Existen varias opciones en cuanto a tipos de cabezales/bombillas de luz:
Xenón (incandescente): emiten una luz natural cálida y tienden a ser menos costosas, sin embargo, ofrecen menos brillo y tienen una vida útil de batería más corta que las luces LED o HID.
LED (diodo emisor de luz): son muy duraderos, eficientes y potentes.
Las lámparas HID (de descarga de alta intensidad) son extremadamente potentes y emiten un haz casi blanco. El inconveniente es que son muy delicadas y bastante caras. [7]
Una linterna de buceo moderna suele tener una potencia de salida de al menos unos 100 lúmenes . Las linternas de buceo brillantes tienen valores de alrededor de 2500 lúmenes. Las lámparas halógenas proporcionan esta luz con un consumo de energía de más de 50 W. Las lámparas de descarga de alta intensidad (HID) [6] y los diodos emisores de luz (LED) pueden proporcionar una potencia de salida similar con menos energía. [8]
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La fuente de luz y la fuente de alimentación están alojadas en la misma carcasa resistente al agua y a la presión. La luz se enciende y se apaga mediante un mecanismo integrado en la carcasa.
Las linternas de cartucho surgieron cuando el tamaño de la batería necesaria para que una linterna de alto rendimiento durara lo suficiente era demasiado grande para que el buceador pudiera llevarla cómodamente en la mano. La solución alternativa fue utilizar un cabezal de luz con la fuente de luz, que es lo suficientemente pequeño y ligero como para llevarlo fácilmente en la mano o en un soporte para la cabeza, y proporcionar energía a través de un cable desde un cartucho de batería impermeable, que se lleva en el arnés del buceador. El cable también funciona como una correa para el cabezal de luz y permite colgarlo alrededor del cuello del buceador para iluminar el trabajo en el que se necesitan ambas manos. [6]
Las luces de montaje en la cabeza son utilizadas por buceadores que necesitan usar ambas manos para otros fines. Esto puede ser un trabajo submarino por parte de un buceador comercial o atravesar restricciones estrictas para un buceador de cuevas o pecios. Con un montaje en la cabeza existe un mayor riesgo de deslumbrar a otros buceadores en las cercanías, ya que las luces se mueven con la cabeza del buceador, y esta disposición es más apropiada para los buceadores que trabajan o exploran solos. [ cita requerida ] Los montajes en casco son comunes para el trabajo comercial que a menudo se monitorea mediante una cámara de video de circuito cerrado montada en casco.
Para las luces de montaje en la cabeza se utilizan tanto luces de una pieza diseñadas para sostenerse con la mano como faros alimentados por botes o cables suministrados desde la superficie. También hay algunas luces de una pieza diseñadas específicamente para montarse en la cabeza y una máscara facial completa fabricada por Ocean Reef que tiene iluminación integrada. [9]
Las luces frontales para espeleología a veces se pueden usar como luces de montaje en la cabeza para inmersiones en cuevas poco profundas, ya que son impermeables, pero generalmente no están diseñadas para usarse bajo mucha presión. [ cita requerida ]
El uso de una luz montada en la cabeza temporalmente para realizar una tarea que requiere ambas manos puede ayudar al buceador a iluminar la tarea o a seguir la guía en una inmersión de penetración. La luz puede estar encendida durante la tarea o la luz principal puede colocarse temporalmente en el casco. Una luz montada en la cabeza también está disponible de inmediato si una luz principal portátil falla y la luz de respaldo principal se guarda en un lugar donde no se puede alcanzar fácilmente en ese momento. Las luces montadas en la cabeza también causan una retrodispersión más prominente, lo que reduce la visibilidad en agua turbia. [10]
Si el buzo recibe gas respirable desde la superficie, es conveniente suministrar energía a las luces desde la superficie a través del mismo umbilical. Generalmente se utiliza un cable adicional para este propósito. El cabezal de la luz funciona igual que el de una linterna de bote y generalmente se monta en el casco, donde se lo puede denominar linterna de sombrero.
Se utilizan varios materiales para las carcasas. Los plásticos moldeados por inyección son los más populares para las luces de gama baja y algunas de las más potentes producidas en grandes cantidades. Los productos de bajo volumen y las luces de fabricación casera generalmente se mecanizan a partir de aleación de aluminio o plásticos de ingeniería de alta calidad, como acetal (Delrin), o, ocasionalmente, acero inoxidable, latón o bronce. Las lentes (puertos) suelen ser de plástico transparente de alta calidad o vidrio templado . Los sellos de junta tórica son estándar para sellar juntas y conexiones y para sellar penetraciones a través de la carcasa hermética para controles de interruptores. [ cita requerida ]
Las baterías alcalinas , las baterías de zinc-carbono , las baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH) , las baterías de iones de litio , las baterías de plomo-ácido [6] y el suministro de superficie por cable se utilizan comúnmente como fuente de alimentación. [11]
El voltaje depende de los requisitos de la fuente de luz específica y generalmente varía de 1,2 V para una sola celda NiMH a 12 V para un acumulador de plomo-ácido. [6] Las luces de casco alimentadas por superficie pueden utilizar fuentes de alimentación de 24 o 36 V. [11] El alto voltaje generalmente no se utiliza excepto en la etapa final del circuito HID, por razones de seguridad.
Las luces que deben encenderse o apagarse bajo el agua requieren un interruptor que no se vea afectado por la presión y que sea impermeable.
Los buceadores técnicos suelen utilizar un asa tipo Goodman para llevar una linterna en el dorso de la mano, de modo que se pueda utilizar la mano sin dejar caer la linterna. [6] Este tipo de asa era originalmente rígida y se utilizaba para llevar un cabezal de linterna de bote, pero ahora también se utiliza para linternas pequeñas de una sola pieza. Los derivados utilizan una cuerda elástica para mantener la linterna en su lugar, o están hechos de material blando y se usan como un guante. Estos se conocen como asas de guante, guantes Goodman, soportes de linterna de manos libres o soportes de mano blandos. [12]
Haz estrecho (foco) vs haz ancho (proyector), vs enfoque (mediante lente ajustable o reflector):
El ángulo del haz se elige para adaptarse a las condiciones y actividades de la inmersión planificada. Los buceadores de cuevas suelen elegir luces de haz estrecho cuando bucean en condiciones de buena visibilidad, ya que proporcionan una buena iluminación a distancias relativamente largas, lo que resulta útil cuando se navega por un espacio desconocido en el que es posible ver una distancia bastante grande por delante. Algunos creen que en condiciones de poca visibilidad o a corta distancia, un haz estrecho no es de mucha utilidad y que un haz más amplio distribuye la luz sobre un área más útil. Otros creen que en entornos de baja visibilidad, un ángulo de haz amplio distrae, ya que tiende a reflejar demasiada luz de las partículas flotantes (retrodispersión). La iluminación de vídeo suele requerir un haz más amplio, ya que el ángulo de visión de la cámara de vídeo debe adaptarse para obtener buenos resultados. En el caso de vídeos con un ángulo de visión muy amplio, como el de la GoPro y similares, es necesario un haz de ángulo extremadamente amplio.
El ángulo del haz puede ser tan estrecho como de 8 a 10 grados en casos extremos, o tan amplio como alrededor de 140° con un puerto de vidrio plano simple. Son posibles ángulos aún más amplios (superiores a 180°) con un puerto abovedado en la luz, o una luz de "tubo de ensayo" sin reflector. Las luces LED generalmente utilizan una "lente" interna para producir un haz enfocado. Esto en realidad enfoca el haz por reflexión interna en una superficie parabólica. Pueden estar disponibles varias opciones de lentes para diferentes ángulos de haz para un LED determinado, pero la mayoría de los modelos de luz utilizan solo la elegida por el fabricante.
Algunas luces subacuáticas tienen una función de enfoque que permite ajustar el ángulo del haz. Hay dos formas de hacerlo, dependiendo del patrón de emisión básico de la fuente de luz. Las luces HID, que generalmente producen luz no direccional, suelen estar enfocadas por un reflector, que se puede deslizar longitudinalmente sobre la luz. Producen un haz con un área brillante central y una iluminación general difusa a su alrededor. Esto es bueno para iluminar una combinación de áreas cercanas y lejanas al mismo tiempo, pero no es bueno para videos de gran angular, ya que el punto caliente confundirá al software de exposición automática y el resultado es generalmente una sobreexposición en el punto caliente y una subexposición alrededor de él. [13]
Otras luces utilizan un sistema de lentes sobre la parte frontal de la luz, que puede enfocarse mediante el movimiento axial de la lente, que puede estar en una rosca de tornillo para un control fino.
Luz de video primaria, de respaldo
Generalmente, se trata de una linterna potente y adecuada a la actividad prevista de la inmersión, con potencia suficiente y un ángulo de haz adecuado. El ángulo de haz y la potencia lumínica necesarios dependen de los objetivos de la inmersión.
Se llevan luces de repuesto en caso de que la luz principal falle durante la inmersión. Esto es particularmente importante en el buceo de penetración en cuevas y pecios, donde la luz es necesaria para facilitar la navegación fuera del espacio cerrado. Los buceadores de cuevas están capacitados para llevar tres luces de buceo como resultado de un análisis de accidentes realizado por Sheck Exley publicado en 1977. [14] [15]
Las luces de vídeo son una aplicación especial. Por lo general, no son importantes para la seguridad del buceo, pero son necesarias para que la cámara de vídeo obtenga una calidad de imagen aceptable, ya sea para la grabación de vídeo o para que el equipo de superficie controle el trabajo realizado por el buceador. Las luces de vídeo submarinas modernas son ahora relativamente pequeñas, tienen tiempos de funcionamiento de 45 a 60 minutos y emiten entre 600 y 8000 lúmenes. Estas luces LED funcionan con baterías de iones de litio y suelen tener una temperatura de color de 5600 K (luz del día) . [16]
Puede haber restricciones en el transporte de linternas de buceo y sus baterías por vía aérea debido a los riesgos de incendio, en particular con baterías de litio de mayor tamaño. En la mayoría de los casos, las baterías deben retirarse y almacenarse en contenedores con aislamiento eléctrico o deben cubrirse con cinta adhesiva sus terminales para que no se produzcan cortocircuitos ni se sobrecalienten. [17]
Un tipo de fuente de iluminación subacuática de un solo uso que se utilizó de forma limitada durante la década de 1950 es la antorcha de magnesio, un dispositivo pirotécnico que utilizaba magnesio metálico y que podía encenderse y arder bajo el agua . Producía una luz blanca brillante que inundaba todo el perímetro y, una vez activada, continuaba ardiendo hasta agotarse. También producía grandes volúmenes de gas hidrógeno , que podía ser peligroso si se mezclaba con el gas respirable exhalado y, en conjunto, podía formar una mezcla explosiva si quedaba atrapado en un espacio confinado.
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