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Un casco de buceo es una carcasa rígida que se coloca sobre la cabeza y que se utiliza para el buceo submarino. Lo usan principalmente buceadores profesionales que realizan buceo con suministro desde la superficie , aunque algunos modelos se pueden utilizar con equipo de buceo . La parte superior del casco, conocida coloquialmente como sombrero o gorro , puede sellarse directamente al buceador mediante un collarín , conectarse a un traje de buceo mediante una parte inferior, conocida como peto o corsé , según las preferencias lingüísticas regionales, o simplemente reposar sobre los hombros del buceador, con la parte inferior abierta, para uso en aguas poco profundas.
El casco aísla la cabeza del buceador del agua, le permite ver claramente bajo el agua, le proporciona gas respirable , protege la cabeza del buceador cuando realiza un trabajo pesado o peligroso y, por lo general, proporciona comunicaciones de voz con la superficie (y posiblemente con otros buceadores). Si un buceador con casco queda inconsciente pero sigue respirando, la mayoría de los cascos permanecerán en su lugar y continuarán suministrando gas respirable hasta que el buceador pueda ser rescatado . Por el contrario, el regulador de buceo que suelen utilizar los buceadores recreativos debe sujetarse en la boca mediante pinzas de mordida, y puede caerse de la boca de un buceador inconsciente y provocar ahogamiento . [2]
Antes de la invención del regulador de demanda , todos los cascos de buceo utilizaban un diseño de flujo libre . El gas se suministraba a una velocidad aproximadamente constante, independientemente de la respiración del buceador, y fluía a través de una válvula de escape contra una ligera sobrepresión. La mayoría de los cascos modernos incorporan una válvula de demanda, por lo que el casco solo suministra gas respirable cuando el buceador inhala. Los cascos de flujo libre utilizan cantidades mucho mayores de gas que los cascos de demanda, lo que puede causar dificultades logísticas y es muy caro cuando se utilizan gases respirables especiales (como heliox ). También producen un ruido constante dentro del casco, que puede causar dificultades de comunicación. Los cascos de flujo libre aún se prefieren para algunas aplicaciones de buceo con materiales peligrosos , porque su naturaleza de presión positiva puede evitar la entrada de material peligroso en caso de que se vea comprometida la integridad del traje o el casco. También siguen siendo relativamente comunes en el buceo con aire en aguas poco profundas, donde el consumo de gas es de poca preocupación, y en el buceo nuclear porque deben desecharse después de un período de uso debido a la irradiación; los cascos de flujo libre son significativamente menos costosos [ cita requerida ] de comprar y mantener que los tipos de demanda.
La mayoría de los diseños de cascos modernos se sellan a la piel del buceador a la altura del cuello mediante un "dique de cuello" de neopreno o látex que es independiente del traje, lo que permite al buceador elegir el traje que mejor se adapte a las condiciones de la inmersión. Cuando los buceadores deben trabajar en entornos contaminados, como aguas residuales o productos químicos peligrosos, el casco (normalmente del tipo de flujo libre o que utiliza un sistema de válvulas de escape en serie) se sella directamente a un traje seco hecho de un tejido con un revestimiento exterior de caucho vulcanizado suave para aislar y proteger completamente al buceador. Este equipo es el equivalente moderno del histórico " traje de buceo estándar ".
El significado habitual de casco de buceo es una pieza del equipo de buceo que encierra la cabeza del usuario y suministra gas respirable al buceador, pero el término "casco de buceo" o "casco de buceo en cuevas" también puede referirse a un casco de seguridad como un casco de escalada o un casco de espeleología que cubre la parte superior y posterior de la cabeza, pero no está sellado. Estos se pueden usar con una máscara completa o una media máscara para brindar protección contra impactos cuando se bucea por encima de la cabeza, y también se pueden usar para montar luces y cámaras de video. [3] [4]
Una alternativa al casco de buceo que permite la comunicación con la superficie es la máscara de buceo de cara completa . Estas cubren la mayor parte de la cara del buceador, incluidos específicamente los ojos, la nariz y la boca, y se sujetan a la cabeza mediante correas ajustables. Al igual que el casco de buceo, la máscara de cara completa es parte del aparato respiratorio. [5]
Otro estilo de construcción de casco, poco utilizado, es elCasco de concha , que utiliza una sección frontal con una sección posterior con bisagras, cerrada con abrazaderas y sellada a lo largo de la junta. Estos rara vez eran satisfactorios debido a problemas con el sello. Kirby Morgan y Joe Savoie fabricaron prototipos de este tipo. [6] [7]
Componentes básicos y sus funciones:
Los primeros cascos de buceo que tuvieron éxito fueron fabricados por los hermanos Charles y John Deane en la década de 1820. [10] Inspirado por un incendio que presenció en un establo en Inglaterra, [11] diseñó y patentó un "casco de humo" para que lo usaran los bomberos en áreas llenas de humo en 1823. El aparato comprendía un casco de cobre con un collar y una prenda flexibles adheridos. Se debía usar una manguera de cuero larga unida a la parte trasera del casco para suministrar aire; el concepto original era que se bombearía utilizando un fuelle doble. Un tubo corto permitía que el aire escapara, a medida que se bombeaba más. El usuario respiraba el flujo de aire a medida que pasaba por la cara. La prenda estaba hecha de cuero o tela hermética, asegurada con correas.
Los hermanos carecían de dinero para construir el equipo ellos mismos, por lo que vendieron la patente a su empleador, Edward Barnard. En 1827, se construyeron los primeros cascos antihumo, a cargo del ingeniero británico nacido en Alemania Augustus Siebe . En 1828, los hermanos decidieron buscar otra aplicación para su dispositivo y lo convirtieron en un casco de buceo. Comercializaron el casco con un "traje de buceo" ligeramente unido para que un buzo pudiera realizar trabajos de salvamento, pero solo en una posición principalmente vertical (de lo contrario, el agua entraba en el traje). [10]
En 1829, los hermanos Deane zarparon de Whitstable para probar su nuevo aparato submarino, lo que permitió establecer la industria del buceo en la ciudad. En 1834, Charles utilizó su casco y traje de buceo en un exitoso intento de rescate del naufragio del Royal George en Spithead , durante el cual recuperó 28 de los cañones del barco. En 1836, John Deane recuperó maderas, cañones, arcos largos y otros elementos del naufragio descubierto en el Mary Rose .
En 1836, los hermanos Deane habían producido el primer manual de buceo del mundo, Método de uso del aparato de buceo patentado por Deane , que explicaba en detalle el funcionamiento del aparato y la bomba, y las precauciones de seguridad.
En la década de 1830, los hermanos Deane pidieron a Siebe que aplicara su habilidad para mejorar el diseño de su casco submarino. [12] Ampliando las mejoras ya realizadas por otro ingeniero, George Edwards, Siebe produjo su propio diseño; un casco ajustado a un traje de buceo de lona impermeable de longitud completa . El equipo incluía una válvula de escape en el casco, que permitía que el exceso de aire escapara sin permitir que entrara agua. El traje de buceo cerrado, conectado a una bomba de aire en la superficie, se convirtió en el primer traje de buceo estándar efectivo y el prototipo de aparejos de casco duro que todavía se utilizan en la actualidad.
Siebe introdujo varias modificaciones en el diseño de su traje de buceo para adaptarse a los requisitos del equipo de salvamento en el naufragio del HMS Royal George , incluyendo hacer que el casco fuera desmontable del corsé; su diseño mejorado dio lugar al típico traje de buceo estándar que revolucionó la ingeniería civil submarina , el salvamento submarino , el buceo comercial y el buceo naval . [12]
Al buceador comercial e inventor Joe Savoie se le atribuye la invención del protector de cuello del casco en la década de 1960, lo que hizo posible una nueva era de cascos ligeros, incluida la serie Kirby Morgan Superlite (una adaptación de la " Band Mask " existente de Morgan en un casco completo). Savoie no patentó esta invención, aunque sí tenía patentes sobre otros equipos de buceo, [13] [14] lo que permitió que otros fabricantes desarrollaran ampliamente el concepto. El protector de cuello sella el casco alrededor del cuello del buceador de la misma manera que funciona el sello de cuello de un traje seco, utilizando materiales similares. Esto permite que el casco se lleve en la cabeza y no se apoye en los hombros sobre un corsé (peto), por lo que el casco puede girar con la cabeza y, por lo tanto, puede ajustarse mucho más, lo que reduce considerablemente el volumen, y como el casco debe lastrarse para una flotabilidad neutra, se reduce el peso total. [15] Las presas de cuello ya se utilizaban en los trajes espaciales del Proyecto Mercury , y los sellos de cuello se habían utilizado en trajes secos durante incluso más tiempo, [16] pero Savoie fue el primero en utilizar la tecnología para sellar la parte inferior de un casco de buceo.
El equipo de buceo estándar original era un casco o "gorro" de cobre sujeto a un peto o "corselet" de cobre, que transfería el peso a los hombros del buceador. Este conjunto se sujetaba a una junta de goma en el traje seco para crear un sello hermético. El aire respirable y, más tarde, a veces, las mezclas de gases a base de helio se bombeaban a través de una manguera a una válvula de entrada antirretorno en el casco o peto, y se liberaban al entorno a través de una válvula de escape.
Históricamente, los cascos de buceo en aguas profundas se describían por la cantidad de pernos utilizados para sujetarlos a la junta de goma del traje de buceo y, cuando correspondía, la cantidad de pernos utilizados para asegurar el bonete (casco) al corsé (peto). Esto variaba desde los cascos sin pernos, de dos, tres y cuatro pernos; corsés con seis, ocho o 12 pernos; y cascos de dos-tres, doce-cuatro y doce-seis pernos. [ cita requerida ] Por ejemplo, los cascos estadounidenses de doce-cuatro usaban 12 pernos para sujetar el peto al traje y cuatro pernos para sellar el casco al peto. El casco sin pernos usaba una abrazadera con resorte para asegurar el casco al corsé sobre la junta del traje, y muchos cascos estaban sellados al peto con una rosca de tornillo interrumpida de 1/8 de vuelta. Los cascos suecos se distinguían por utilizar un collarín en lugar de un corsé, un precursor de los equipos de buceo más modernos, pero engorrosos e incómodos para el buceador. Otra distinción es el número de ventanas o "luces", normalmente una, tres o cuatro. La luz delantera se podía abrir para tomar aire y comunicarse cuando el buceador estaba fuera del agua. Este equipo se conoce comúnmente como traje de buceo estándar y "equipo pesado". [ cita requerida ]
En ocasiones, los buzos perdían el conocimiento mientras trabajaban a 120 pies de profundidad con cascos estándar. El fisiólogo inglés JS Haldane descubrió mediante un experimento que esto se debía en parte a una acumulación de dióxido de carbono en el casco causada por una ventilación insuficiente y un gran espacio muerto, y estableció un caudal mínimo de 1,5 pies cúbicos (42 L) por minuto a presión ambiente. [17]
La Marina de los EE. UU. fabricó una pequeña cantidad de cascos Heliox de cobre para la Segunda Guerra Mundial. Estos cascos eran Mk V modificados mediante la adición de una voluminosa cámara depuradora de dióxido de carbono de latón en la parte trasera, y se distinguen fácilmente del modelo estándar. El Mk V Helium pesa aproximadamente 93 lb (42 kg) completo (capó, recipiente depurador y corsé) [18] Estos cascos y modelos similares fabricados por Kirby Morgan , Yokohama Diving Apparatus Company y DESCO usaban el depurador como extensor de gas, una forma de sistema de rebreather semicerrado , donde el gas respirable se recirculaba a través del depurador arrastrando el gas del casco en el flujo de un inyector que suministraba gas fresco, un sistema iniciado por Dräger en 1912. [19]
El casco para aguas poco profundas es un concepto muy simple: un casco con ventanillas que se coloca bajándolo sobre la cabeza del buceador para que descanse sobre los hombros. Debe tener una ligera flotabilidad negativa cuando se llena de aire para que no se desprenda del buceador durante su uso. El aire se suministra a través de una manguera de baja presión y se escapa por la parte inferior del casco, que no está sellado al traje, y el buceador puede levantarlo en caso de emergencia. El casco se inundará si el buceador se inclina o se cae. El casco para aguas poco profundas generalmente tiene un asa en la parte superior para ayudar al encargado de levantarlo y quitárselo al buceador cuando está fuera del agua. La estructura es variable y va desde fundiciones de metal relativamente pesadas hasta carcasas de chapa metálica más ligeras con lastre adicional. [20]
El concepto se ha utilizado para el buceo recreativo como un sistema de respiración para uso de turistas no entrenados bajo el cuidado directo de un líder de buceo en un entorno de buceo benigno, comercializado como el sistema de buceo Sea Trek. [21] [22]
El casco de buceo ligero es un tipo que se ajusta más estrechamente a la cabeza del buceador, reduciendo el volumen interior y, por lo tanto, reduciendo el volumen desplazado del casco, por lo que se requiere menos masa para que la flotabilidad del casco sea neutra. La consecuencia es una masa total reducida para el equipo que lleva el buceador, que no debe flotar en el agua. Esta reducción en el volumen y la masa permite al buceador apoyar de forma más segura el casco en la cabeza y el cuello cuando está fuera del agua, por lo que cuando está sumergido y flota de forma neutra, es cómodo moverse con la cabeza, lo que permite al buceador utilizar el movimiento del cuello para cambiar la dirección de visión, lo que a su vez aumenta el campo de visión total del buceador mientras trabaja. Dado que el casco ligero puede apoyarse en la cabeza y el cuello, se puede sellar al cuello, utilizando un dique de cuello, independientemente del traje de buceo, lo que hace que las operaciones sean igualmente convenientes con trajes secos y trajes húmedos, incluidos los trajes para agua caliente. Algunos modelos se pueden sellar directamente a un traje seco para un aislamiento máximo del medio ambiente. [23]
El collarín de espuma de neopreno o látex de muchos de los cascos Kirby-Morgan más populares está fijado a un anillo de metal ovalado que se engancha en la parte inferior del casco por delante. Un collarín de bloqueo plegable en la parte trasera del casco se balancea hacia delante y hacia arriba para empujar la parte trasera del anillo del cuello hacia arriba hasta la base del casco, y también evita que el casco se levante de la cabeza al ocluir parcialmente la abertura del anillo del cuello en la parte trasera. El collarín de bloqueo está asegurado en la posición bloqueada por dos pestillos de pasador accionados por resorte. El casco se sella sobre el anillo del cuello con una junta tórica de sellado del cañón. Se pueden utilizar otros arreglos con un efecto similar en otros modelos, como el KMSL 17B, donde el sellado se realiza en el exterior del casco a una junta tórica asentada en una ranura en el borde de fibra de vidrio. Una abrazadera operada por palanca con un yugo se monta en el collarín y se sella al borde del casco, o un sello de goma moldeado adherido a un traje seco se sujeta al casco utilizando un sistema de abrazadera similar. [23] [24]
Entre los cascos comerciales modernos más conocidos se encuentran el Kirby Morgan Superlite-17 de 1975 y los desarrollos a partir de ese modelo. Estos cascos son del tipo de demanda, generalmente construidos sobre una carcasa de fibra de vidrio con accesorios de latón cromado, y se consideran el estándar en el buceo comercial moderno para la mayoría de las operaciones. [25]
Kirby Morgan domina el mercado de cascos nuevos, pero ha habido otros fabricantes notables, como Savoie, Miller, Gorski y Swindell. Muchos de ellos todavía están en uso; un casco nuevo representa una inversión de varios miles de dólares y la mayoría de los buceadores compran el suyo propio o alquilan uno a su empleador. [ cita requerida ]
Oceaneering adquirió el casco Ratcliffe, conocido a menudo por su apodo de "Rat Hat". Puede funcionar en modo de flujo libre o en modo de demanda. [ cita requerida ]
Los cascos de recuperación utilizan un sistema de suministro de superficie para proporcionar gas respirable al buceador de la misma manera que en los cascos de circuito abierto, pero también tienen un sistema de retorno para recuperar y reciclar el gas exhalado para ahorrar el costoso diluyente de helio, que se descargaría al agua circundante y se perdería en un sistema de circuito abierto. El gas recuperado se descarga del casco a través de un regulador de contrapresión y se devuelve a la superficie a través de una manguera en el umbilical que se proporciona para este propósito, pasa a través de un depurador para eliminar el dióxido de carbono, se mezcla con oxígeno hasta obtener la mezcla requerida y se vuelve a presurizar para su reutilización inmediata o se almacena para su uso posterior. [26] [27]
Para permitir que el gas de escape se descargue del casco de manera segura, debe pasar a través de un regulador de contrapresión de escape, que funciona según el mismo principio que una válvula de escape del sistema de respiración incorporado , que se activa por la diferencia de presión entre el interior del casco y la presión ambiental. La válvula de escape de recuperación puede ser una válvula de dos etapas para una menor resistencia y generalmente tendrá una válvula de derivación manual que permite el escape al agua ambiental. El casco tendrá una válvula de inundación de emergencia para evitar que una posible falla del regulador de escape provoque un apretón del casco antes de que el buceador pueda desviarlo manualmente. [28]
En un casco de flujo libre o de flujo constante, el gas se suministra a una velocidad aproximadamente constante, establecida por el operador del panel, independientemente de la respiración del buceador, y fluye a través de una válvula de escape contra una ligera sobrepresión ajustable. Los cascos de flujo libre utilizan cantidades mucho mayores de gas que los cascos a demanda, lo que puede causar dificultades logísticas y es muy caro cuando se utilizan gases respirables especiales (como heliox). También producen un ruido constante dentro del casco, que puede causar dificultades de comunicación. Los cascos de flujo libre aún se prefieren para algunas aplicaciones de buceo con materiales peligrosos, porque su naturaleza de presión positiva puede evitar la entrada de material peligroso en caso de que se vea comprometida la integridad del traje o el casco. También siguen siendo relativamente comunes en el buceo con aire en aguas poco profundas, donde el consumo de gas es de poca preocupación, y en el buceo nuclear porque deben desecharse después de un período de uso debido a la irradiación; los cascos de flujo libre son significativamente menos costosos [ cita requerida ] de comprar y mantener que los tipos a demanda.
El DESCO "air hat" es un casco de flujo libre de metal, diseñado en 1968 y todavía en producción. Aunque ha sido actualizado varias veces, el diseño básico se ha mantenido constante y todas las actualizaciones se pueden adaptar a cascos más antiguos. Su diseño robusto y simple (se puede desmontar completamente en el campo con solo un destornillador y una llave) lo hace popular para operaciones en aguas poco profundas y buceo con materiales peligrosos. El casco se asegura al traje de buceo con un anillo para el cuello y se mantiene en su lugar en el buzo contra la flotabilidad por medio de una "correa de suspensorio" que corre entre las piernas. La flotabilidad se puede ajustar ajustando las válvulas de admisión y escape para controlar la presión interna, que controlará el volumen de gas en el traje seco adjunto. El concepto y el funcionamiento son muy similares al casco de buceo estándar. [29] El nivel de ruido puede ser alto y puede interferir con las comunicaciones y afectar la audición del buceador.
La Marina de los EE. UU. reemplazó el casco Mark V en 1980 con el casco para aguas profundas Mark 12 de Morse Engineering, que tiene una carcasa de fibra de vidrio con una distintiva placa frontal rectangular grande para un mejor campo de visión para el trabajo. También tiene ventanas laterales y superiores para visión periférica. Este casco también se puede usar para gases mixtos, ya sea para circuito abierto o como parte de un sistema de circuito semicerrado modular, que utiliza una unidad depuradora recirculante montada en la parte posterior conectada a la parte inferior trasera del casco mediante mangueras de respiración flexibles. El casco usa una presa para el cuello o se puede conectar directamente a un traje seco, y usa un arnés de suspensión para mantener el casco en posición, pero está lastrado para proporcionar flotabilidad neutra y un centro de gravedad en el centro de flotabilidad para estabilidad. El flujo de aire se dirige sobre la placa frontal para evitar el empañamiento. [30] Tanto el Mk V como el Mk 12 estaban en uso en 1981. [31] El nivel de ruido en el Mk 12 en modo de circuito abierto puede tener efectos adversos en la audición del buceador. Se han medido niveles de intensidad de sonido de 97,3 dB(A) a una profundidad de 30,5 msw. [32] El Mk 12 se eliminó gradualmente en 1993. [17]
Otros fabricantes incluyen Dräger y Ratcliffe/ Oceaneering .
También se han utilizado cascos de cúpula transparentes y ligeros. Por ejemplo, el sistema Sea Trek con suministro de superficie, desarrollado en 1998 por Sub Sea Systems, se utiliza para el buceo recreativo. [33] [22] También el Lama, un casco de cúpula acrílica casi esférica desarrollado por Yves Le Masson en la década de 1970, se ha utilizado en televisión para permitir a los espectadores ver el rostro y escuchar la voz del presentador hablando bajo el agua. [34] [35]
El uso de un casco sellado para bucear es generalmente más seguro que una máscara completa o de media cara, ya que las vías respiratorias están relativamente bien protegidas y el buceador puede sobrevivir a una pérdida de conciencia hasta que sea rescatado en la mayoría de las circunstancias, siempre que no se interrumpa el suministro de gas respirable. Existen peligros asociados con el uso del casco, pero los riesgos son relativamente bajos. Un casco también es una protección sustancial contra el medio ambiente. Protege contra impactos en la cabeza y el cuello, ruido externo y pérdida de calor de la cabeza. Si está sellado a un traje seco y equipado con un sistema de escape adecuado, también es eficaz contra el agua ambiental contaminada. [36] Los cascos para aguas poco profundas que están abiertos en la parte inferior no protegen las vías respiratorias si el buceador no permanece en posición vertical.
Uno de los riesgos más obvios es la posibilidad de inundación, pero siempre que se disponga de un suministro adecuado de gas respirable, el casco puede purgarse del agua que entre en él. Un casco sellado con un dique de cuello puede purgarse sin afectar al traje de buceo, y el agua se drenará por los puertos de escape si no hay un daño estructural importante en la carcasa, los visores o el dique de cuello. La carcasa y los visores son resistentes y no se penetran fácilmente. El dique de cuello es más vulnerable, pero incluso un desgarro importante puede controlarse manteniendo la cabeza erguida para evitar que se inunde contra el gas del interior. Ha habido casos de un casco que se separó del yugo, debido a un fallo de la leva de bloqueo o del pasador de bloqueo, pero los clips de seguridad en las palancas de la leva y el rediseño del pasador de bloqueo hacen que el riesgo sea extremadamente bajo en los diseños más recientes. [29]
El aplastamiento del casco se produce cuando la presión interna del casco es inferior a la presión ambiental. En los primeros tiempos del buceo con suministro de aire desde la superficie, esto podía ocurrir si el buceador descendía tan rápido que la bomba de suministro de aire accionada manualmente no podía mantener el ritmo de la compresión debido al aumento de la presión hidrostática. Esto ya no es un problema, ya que los sistemas de suministro de gas se han mejorado. La otra causa de reducción catastrófica de la presión en el casco era cuando la manguera de suministro de aire se rompía a una profundidad mucho menor que la del buceador y el aire salía de la manguera dañada, lo que reducía la presión interna del casco a la presión en la profundidad de la rotura, que podía ser de varias atmósferas. Dado que el casco de buceo estándar está sellado a un traje seco hermético, todo el aire del interior del traje se perdía rápidamente, después de lo cual la presión externa comprimía la mayor parte posible del buceador dentro del casco. Las lesiones por aplastamiento causadas por el aplastamiento del casco podían ser graves y, a veces, fatales. Un accidente de este tipo se registró en el trabajo de salvamento de Pasley en el HMS Royal George (1756) en 1839. El aplastamiento del casco debido a un fallo en la manguera de aire se evita instalando una válvula antirretorno en la línea en la conexión con el casco. La prueba de esta válvula es una comprobación diaria esencial antes del uso. [29] Un mecanismo similar es posible en los sistemas de recuperación de helio utilizados para el buceo con heliox, donde un fallo del regulador de recuperación puede provocar la pérdida de gas a través de la manguera de retorno. Este riesgo se mitiga con la capacidad del dique de cuello o una válvula de inundación de emergencia para permitir que el casco se inunde temporalmente, aliviando la diferencia de presión, hasta que el buceador pueda cambiar a circuito abierto y purgar el casco de agua. [28]
Savoie, Hilbert Joseph, Jr. Aparato de recuperación de gas para buceo. 4.080.964 28-3-78 Cl.128-142.300
Savoie, Hilbert J. Jr, Aparato de medición y recuperación de gas de aire. 3.670.213 16-11-71 Cl.128-112
