El equilibrio de un buceador es la orientación del cuerpo en el agua, determinada por la postura y la distribución del peso y el volumen a lo largo del cuerpo y el equipo, así como por cualquier otra fuerza que actúe sobre el buceador. Tanto el equilibrio estático como su estabilidad afectan la comodidad y la seguridad del buceador mientras está bajo el agua y en la superficie. El equilibrio en aguas intermedias generalmente se considera como una flotabilidad aproximadamente neutra para un buceador que nada , y la flotabilidad neutra es necesaria para maniobrar de manera eficiente a una profundidad constante , pero el equilibrio en la superficie puede ser una flotabilidad positiva significativa para mantener la cabeza fuera del agua.
En aguas intermedias, un buceador se impulsa con el mínimo esfuerzo cuando el cuerpo está alineado con la dirección de desplazamiento, ya que esto minimiza la resistencia. El esfuerzo de aleteo necesario para mantener la profundidad se suma al esfuerzo para moverse en la dirección deseada. Un equilibrio estable es eficaz cuando se nada a una profundidad constante. Los buceadores recreativos competentes suelen pasar la mayor parte de la inmersión con una flotabilidad casi neutra y un equilibrio nivelado, alejados del fondo y otras superficies sólidas.
Cuando se trabaja en el fondo, suele ser más seguro y cómodo estar más erguido, especialmente con un traje seco, y la flotabilidad negativa puede ayudar a la estabilidad mientras se trabaja. Esta es una práctica habitual para los buceadores con suministro desde la superficie , pero también pueden encontrar útil la posición nivelada si operan en aguas intermedias con flotabilidad neutra.
Cuando el compensador de flotabilidad de un buceador se infla en la superficie para proporcionar flotabilidad positiva, las posiciones del centro de flotabilidad y del centro de gravedad del buceador son generalmente diferentes. La separación vertical y horizontal de estos centroides determinará el equilibrio estático del buceador en la superficie. El buceador normalmente puede superar el momento de equilibrio de la flotabilidad, pero esto requiere un esfuerzo dirigido constante, aunque normalmente no un gran esfuerzo. Esto permite a un buceador consciente ajustar el equilibrio para adaptarse a las circunstancias, como la elección entre nadar boca abajo o boca arriba, o permanecer vertical para un mejor campo de visión o visibilidad.
La posición del centro de gravedad del buceador está determinada por la distribución del peso, que en la mayoría de los casos está determinada por el equipo que se utiliza. El equilibrio del centro de gravedad se logra generalmente mediante la selección del material de la botella y la colocación de los pesos de lastre principal y de equilibrio. Las botellas de aluminio generalmente tienen una flotabilidad negativa menor que las botellas de acero de capacidad equivalente, y las botellas de alta presión tienen una flotabilidad negativa mayor que las botellas de baja presión del mismo material.
De manera similar, gran parte de la flotabilidad del buceador está determinada por el equipo utilizado, en particular el compensador de flotabilidad, que puede influir significativamente en los cambios del centro de flotabilidad a medida que se infla y desinfla.
Un equilibrio estable implica que el centro de flotabilidad se encuentra directamente sobre el centro de gravedad. Cualquier desplazamiento horizontal generará un momento que hará girar al buzo hasta que se restablezca la condición de equilibrio.
Existen varios casos posibles para un buceador en posición vertical en la superficie. Esta actitud es estable solo cuando el centro de flotabilidad está más cerca de la cabeza que del centro de gravedad y en la misma línea vertical. De lo contrario, el buceador tenderá a rotar hacia adelante o hacia atrás hasta que el centro de flotabilidad esté directamente sobre el centro de gravedad. En casi todos los casos, el centro de flotabilidad está más cerca de la cabeza que del centro de gravedad y los compensadores de flotabilidad están diseñados para proporcionar esta condición como condición predeterminada, ya que un buceador invertido que flota en la superficie corre el riesgo de ahogarse. Esto puede suceder si un gran volumen de gas llena las piernas de un traje seco . [1]
El desplazamiento lateral del centro de flotabilidad con respecto al centro de gravedad es generalmente insignificante a menos que el buzo haya sido lastrado asimétricamente entre los lados, lo cual es inusual y rara vez intencional, aunque puede ocurrir cuando se eliminan o pierden las pesas de un solo lado, o se desplaza un cinturón de pesas suelto.
El desplazamiento del eje de avance/retroceso es con frecuencia significativo y suele ser el factor dominante a la hora de determinar la actitud de compensación estática. En la superficie, por lo general no es deseable estar muy compensado boca abajo, pero es útil poder compensarlo boca abajo a voluntad. La compensación vertical es aceptable siempre que se pueda superar para nadar.
Puede haber un conflicto entre los requisitos de un buen ajuste de la superficie y una gran reserva de flotabilidad, en particular con los sistemas de inflado posterior, donde es más probable que un gran volumen mueva el centro de flotabilidad más atrás que el centro de gravedad, y mover el centro de gravedad más atrás desplazando los pesos puede comprometer la estabilidad del ajuste en flotabilidad neutra.
También existe un conflicto entre los requisitos de un chaleco salvavidas, que debe mantener al usuario boca arriba y a flote incluso cuando está inconsciente, y un compensador de flotabilidad, que debe permitir al buceador la libertad de controlar la actitud de equilibrio tanto bajo el agua como flotando en la superficie. Los compensadores de flotabilidad para buceo generalmente están etiquetados con una advertencia de que no son un sustituto de los chalecos salvavidas.
Dejar caer los pesos en la superficie moverá el centro de gravedad ligeramente más atrás si los pesos se transportaron hacia adelante del centro de gravedad y en casi todos los casos dará como resultado una condición estable donde el buceador estará más horizontal en el agua.
El ajuste subacuático es la actitud del buceador en el agua, en términos de equilibrio y alineación con la dirección del movimiento. Un ajuste controlado con precisión reduce el esfuerzo de natación, ya que reduce el área seccional del buceador que pasa a través del agua. El efecto de nadar con un ángulo de cabeza hacia arriba de aproximadamente 15°, como es bastante común en buceadores mal ajustados, puede ser un aumento de la resistencia del orden del 50%. [2] Se recomienda un ajuste ligeramente con la cabeza hacia abajo para reducir el empuje hacia abajo durante el aleteo, y esto reduce la sedimentación y el impacto de la aleta con el fondo. [3]
El buceador que nada libremente puede necesitar a veces equilibrarse en posición vertical o invertida, pero en general, un equilibrio horizontal tiene ventajas tanto para reducir la resistencia al nadar horizontalmente como para observar el fondo. Un equilibrio horizontal permite al buceador dirigir el empuje propulsor de las aletas directamente hacia atrás, lo que minimiza la alteración de los sedimentos en el fondo y reduce el riesgo de golpear organismos bentónicos delicados con las aletas. Un equilibrio horizontal estable requiere que el centro de gravedad del buceador esté directamente debajo del centro de flotabilidad (el centroide ) cuando está en posición horizontal. Los pequeños errores se pueden compensar con bastante facilidad, pero los grandes desfases pueden hacer que sea necesario que el buceador ejerza un esfuerzo constante y significativo para mantener la actitud deseada, si es realmente posible.
La posición longitudinal del centro de flotabilidad depende de dos factores principales: la distribución del volumen del buceador y la distribución del volumen del equipo que lleva y lleva el buceador. El cuerpo humano masculino, en promedio, tiene un centroide de volumen más cercano a la cabeza que el femenino, aunque esto es bastante variable y se ve afectado por el índice de masa corporal , el volumen pulmonar y las proporciones de las extremidades, así como por la postura, y la distancia entre el centro de gravedad y el centro de flotabilidad suele ser mayor en los hombres que en las mujeres. [4] Por lo general, es impracticable modificar la distribución del volumen o la densidad del buceador, y gran parte del equipo debe usarse en una posición fija específica por razones funcionales. Es posible cierto control de la distribución del volumen del traje de buceo, pero puede entrar en conflicto con los requisitos de aislamiento. Los buceadores con un centro de flotabilidad más cercano a los pies pueden encontrar útil reducir el volumen del traje cerca de los pies. Las piernas inferiores de un traje seco deben estar lo suficientemente sueltas para pasar los pies, y esto permite que el exceso de gas se acumule donde más afecta el ajuste. Se pueden usar polainas sobre un traje seco en la parte inferior de las piernas para limitar el tamaño de la burbuja de gas que se puede formar en esa zona. Esto también puede reducir la resistencia al aletear al reducir los pliegues a lo largo del flujo de agua. [1]
La inversión del buzo seguida de la explosión del traje era un peligro importante con consecuencias graves para los buceadores que usaban el traje de buceo estándar , y muchos trajes de buceo estándar se fabricaban con cordones en la parte posterior de las piernas para minimizar el exceso de volumen en esta zona. Los cordones eran difíciles de alcanzar para el buceador y eran manipulados por un auxiliar. Esta característica no se ha utilizado en los trajes secos más recientes, que tienden a ser menos holgados y no suelen estar conectados integralmente al espacio de gas interno del casco. [5]
Los cilindros montados en la espalda pueden desplazarse ligeramente en el arnés, los cilindros más largos desplazan los centros de flotabilidad y gravedad hacia los pies, y la distribución del volumen del compensador de flotabilidad tiene una gran influencia cuando se infla. La mayor parte del control del ajuste disponible para el buceador está en la posición de los pesos de lastre. Por lo tanto, los pesos de lastre principales deben colocarse lo más lejos posible para proporcionar un ajuste aproximadamente neutro, lo que generalmente es posible usando los pesos alrededor de la cintura o justo por encima de las caderas en un cinturón de lastre, o en los bolsillos de lastre provistos en la chaqueta o arnés del compensador de flotabilidad para este propósito. El ajuste fino se puede realizar colocando pesos más pequeños a lo largo de la longitud del buceador para llevar el centro de gravedad a la posición deseada. Hay varias formas de hacerlo.
Las pesas en los tobillos proporcionan un brazo de palanca grande para una pequeña cantidad de peso y son muy eficaces para corregir problemas de equilibrio con la cabeza hacia abajo, pero la adición de masa a los pies puede aumentar significativamente el trabajo de propulsión. Esto puede no notarse en una inmersión relajada, donde no hay necesidad de nadar lejos o rápido, pero si hay una emergencia y el buceador necesita nadar con fuerza, las pesas en los tobillos serán un obstáculo significativo, en particular si el buceador está marginalmente en forma para las condiciones, ya que deben acelerarse dos veces para cada golpe de aleta. El mismo efecto ocurre con aletas pesadas. [1]
Los lastres en el fondo del tanque proporcionan un brazo de palanca mucho más corto, por lo que deben ser una proporción mucho mayor del lastre total, pero no interfieren con la eficiencia de propulsión como lo hacen los lastres en los tobillos. Sin embargo, pueden afectar negativamente la estabilidad del balanceo al provocar un desplazamiento dorsal del centro de gravedad. En realidad, no hay otros lugares convenientes debajo del cinturón de lastre para agregar lastres de ajuste, por lo que la opción más efectiva es llevar los lastres principales lo más bajo posible, utilizando un arnés adecuado o un compensador de flotabilidad con bolsillo de lastre integrado que realmente permita colocar los lastres correctamente, por lo que no es necesario un ajuste longitudinal.
Un problema menos común se presenta cuando los rebreathers tienen un contrapulmón hacia la parte superior del torso. En este caso, puede ser necesario colocar pesos cerca del contrapulmón. Esto no suele ser un problema y, para este fin, suelen estar integrados en el arnés o la carcasa del rebreather bolsillos para lastre y, si es necesario, se pueden colocar pesos en las correas de los hombros del arnés. El cambio de peso relativamente pequeño debido al consumo de gas con los rebreathers hace que los cambios de compensación durante una inmersión sean una preocupación menor.
El arnés de montaje lateral coloca el peso consumible del gas a ambos lados del buceador, relativamente ventral en comparación con el montaje posterior. Esto tiende a estabilizar al buceador en equilibrio horizontal. Como el gas se consume de un cilindro a la vez, el centro de gravedad lateral tiende a cambiar. Si la presión de gas restante se mantiene razonablemente equilibrada, los efectos de equilibrio serán pequeños, pero pueden ser mayores después de una descompresión prolongada con un gas dedicado. Exactamente el mismo efecto ocurre con los cilindros de descompresión con eslinga con montaje posterior. La vejiga de la mayoría de los arneses de montaje lateral está diseñada para concentrar la flotabilidad ajustable sobre la parte baja de la espalda, que está muy cerca del centro de gravedad del gas, por lo que el equilibrio y el equilibrio en aguas intermedias normalmente deberían ser bastante estables durante la inmersión una vez que el lastre sea correcto.
Una de las características del montaje lateral es la posibilidad de soltar las botellas del arnés en los puntos de apoyo inferiores y hacerlas girar hacia delante para reducir el ancho de la sección transversal del buceador y poder pasar por espacios estrechos. Si las botellas no tienen una flotabilidad casi neutra en los extremos inferiores, esto afectará el equilibrio durante dichas maniobras, ya que el brazo de palanca es grande.
En la mayoría de los casos, durante una inmersión, el compensador de flotabilidad solo se llena parcialmente y el aire que contiene asciende hasta la parte más alta de la vejiga a la que puede llegar sin tener que descender para llegar allí. Esto puede provocar que, en ocasiones, el aire quede atrapado en un lado de la vejiga, lo que puede alterar el equilibrio al hacer girar al buceador de modo que el lado con más aire se desplace hacia arriba. Esto es particularmente frecuente en las vejigas de alas en forma de herradura, en las que no hay conexión entre los lados en la parte inferior del ala.
Esto no suele ser un problema grave y se puede corregir simplemente ajustando los hombros hacia arriba hasta que el aire se desplace hacia la parte superior de la vejiga y se equilibre entre los lados. Sin embargo, significa que si el buceador se inclina hacia un lado, el aire se desplazará hacia el lado superior y tenderá a mantener al buceador en esta posición. De manera similar, si un buceador ajusta la cabeza hacia arriba o hacia abajo de manera abrupta, el aire fluirá hacia el extremo superior del chaleco y esto tenderá a mantener al buceador estable en esta posición. Esto se puede ver exacerbado por cambios de aire similares pero más extremos en un traje seco, que es la razón principal por la que los trajes secos deben bucearse con el mínimo aire necesario para expandir el traje interior.
La cantidad de gas necesaria en el compensador de flotabilidad disminuye durante una inmersión, a medida que se agota la masa de gas en los cilindros. Esto es mayor en inmersiones de larga duración con equipos de buceo de circuito abierto, cuando se utilizan grandes cantidades de aire o Nitrox, menor en inmersiones recreativas cortas y poco profundas con un solo cilindro, y menor en inmersiones con rebreather de duración moderada a corta. Lo ideal es que el centro de gravedad del gas en los cilindros y en el compensador de flotabilidad esté en la misma posición longitudinal cuando se nivela.