Un colector de buceo es un dispositivo que incorpora una o más válvulas y una o más salidas de gas con conexiones para regulador de buceo, utilizado para conectar dos o más cilindros de buceo que contienen gas respirable , proporcionando una mayor cantidad de gas para tiempos de inmersión más prolongados o inmersiones más profundas. Un colector de aislamiento permite cerrar la conexión entre los cilindros en el caso de una fuga de uno de los cilindros o su válvula o regulador, conservando el gas en el otro cilindro. El buceo con dos o más cilindros a menudo se asocia con el buceo técnico . Casi todos los conjuntos de colectores incluyen una válvula de cilindro para cada cilindro, y la abrumadora mayoría son para dos cilindros.
Se utilizan varias configuraciones, cada una con su propio rango de aplicaciones, ventajas y desventajas.
Las inmersiones más largas y profundas requieren una mayor cantidad de gas respirable, lo que a su vez requiere una mayor presión de llenado, un cilindro más grande o múltiples cilindros. Un cilindro de gran diámetro tiende a mover el centro de masa del buceador más lejos de la línea central, lo que lo desequilibra en el agua, y un cilindro de mayor presión tiene un efecto similar, reduciendo también la flotabilidad del buceador, debido al metal más grueso necesario para la resistencia. [1] La longitud del cilindro también está limitada por consideraciones ergonómicas en proporción a la altura del buceador. Un solo cilindro también presenta un único punto crítico de falla para el suministro de gas respirable. Las configuraciones de múltiples tanques incluyen gemelos con colector aguas abajo, con un solo regulador, dobles independientes o separados que son dos cilindros sujetos a una placa posterior, pero sin colector, cilindros de montaje lateral o gemelos con colector aguas arriba, con dos juegos de reguladores completos , que pueden tener una válvula de aislamiento. [1] [2] [3]
El colector combina funcionalmente por lo general dos [1] , pero ocasionalmente tres o más cilindros de una manera que permite que el contenido combinado se entregue al buceador a través de uno o dos reguladores. Cualquier disposición que realice esta función es teóricamente posible, pero solo hay unas pocas disposiciones que se ven comúnmente en la práctica, y estas son un conjunto rígido que comprende una combinación de válvulas de cilindro , tubos de conexión del colector, válvulas de aislamiento y válvulas de reserva , con una conexión a cada cilindro en la rosca del cuello y un conector de salida para cada regulador. [1] También se necesita un sistema de soporte bastante rígido para llevar los cilindros, pero normalmente no es parte del sistema del colector. En la práctica, los sistemas de colector de buceo conectan los cilindros a presión de almacenamiento, la presión se puede equilibrar entre cilindros y los cilindros se pueden llenar simultáneamente a través del colector desde una conexión de llenado. [1] Por lo general, es posible aislar los cilindros del colector o de los conectores de salida, y la mezcla de gases es, como regla general, la misma en todos los cilindros. [1] En ocasiones se utilizan colectores que combinan más de tres cilindros para intentar batir récords de profundidad en buceo en circuito abierto.
La función de los colectores de buceo más comúnmente utilizados es conectar los suministros de gas de dos cilindros montados en la espalda (llamados dobles o gemelos ), lo que permite al buceador respirar simultáneamente desde ambos. [1]
En un colector de entrada, las válvulas de los cilindros izquierdo y derecho permiten cerrar el regulador de primera etapa correspondiente, dejando que todo el suministro de gas se utilice a través del regulador restante. En un colector de aislamiento, la válvula central, llamada válvula de aislamiento , separa los tanques en dos sistemas independientes, cada uno con sus propios reguladores de primera y segunda etapa, lo que puede evitar que una falla en la entrada en una mitad del sistema haga perder todo el suministro de gas. [1]
Los conjuntos de cilindros gemelos y triples con colector se han utilizado desde los días en que Cousteau y Gagnan desarrollaron el regulador de circuito abierto, como se puede ver en las primeras fotografías del equipo. Se trataba de colectores de salida que conectaban los cilindros entre sí uniendo las salidas de las válvulas de los cilindros y tenían una salida para un regulador. Esta disposición permitía una mayor capacidad de almacenamiento de gas utilizando la gama limitada de cilindros disponibles. La valvulería independiente de los cilindros con colector también permitía controlar el suministro de gas en ausencia de manómetros sumergibles, abriendo y cerrando las válvulas en un orden específico, a medida que se consumía el gas. La necesidad de recordar la historia del funcionamiento de las válvulas y la falta de instalaciones para conectar un regulador redundante hicieron que el uso de gemelos independientes fuera la alternativa habitual. Esto también tiene limitaciones, incluso cuando el contenido se puede controlar de cerca mediante el uso de manómetros sumergibles. En 1970, un grupo de buceadores, entre los que se encontraban Tom Mount , Ike Ikehara y George Benjamin, idearon el concepto y crearon el primer prototipo de válvulas de buceo con salida doble del que se tiene registro. Estos permitieron la conexión aguas arriba de los cilindros, con un regulador en la salida valvulada de cada cilindro. [2]
En mecánica de fluidos, un colector es un accesorio de tubería o un dispositivo similar que conecta múltiples entradas o salidas. En esta aplicación:
En algunos casos, una válvula puede realizar dos funciones: una válvula de cilindro también puede ser una válvula de salida o una válvula de aislamiento, y en algunos casos cada función puede ser realizada por una unidad modular estructuralmente distinta, con las unidades modulares combinadas para formar el conjunto del colector. En otros casos, una sola unidad integrada puede proporcionar más de una función. [3]
Los componentes estructurales del colector suelen estar mecanizados a partir de una aleación de latón de alta calidad [4] y cromados para lograr resistencia a la corrosión y un mejor aspecto. Se utiliza latón porque es lo suficientemente fuerte, tiene una resistencia aceptable a la corrosión, es fácil de mecanizar y es adecuado para el servicio de oxígeno. La válvula de aislamiento utiliza materiales similares, cuando está presente. Hay longitudes de colector disponibles para conectar cilindros de diferentes diámetros y la distancia entre ejes se puede ajustar en un rango pequeño.
Los colectores diseñados para usarse con conjuntos en los que se proporciona un regulador para cada cilindro se conectan a las válvulas del cilindro aguas arriba del asiento de la válvula del cilindro, a un puerto de conexión provisto específicamente para este propósito. [2] Comúnmente hay dos estilos de conexión disponibles para esta disposición: sello de cara y sello de barril. Las conexiones de sello de cara son similares al sello de conexión del regulador DIN y consisten en una junta tórica en una ranura mecanizada en el extremo del tubo del colector, que se sujeta contra la cara del puerto de la válvula mediante un componente roscado. Los sellos de cara son simples y resistentes, pero dependen de una conexión ajustada para un sello confiable y no permiten ningún ajuste para la distancia entre centros del cilindro. Los sellos de barril usan una o dos juntas tóricas en ranuras alrededor del extremo del tubo del colector, que sellan contra el orificio del puerto de la válvula. Por lo general, se atornillan en el puerto de la válvula con una rosca manual y se bloquean en la posición deseada con una contratuerca. Por lo general, son un poco menos resistentes que los colectores con sello frontal y más vulnerables a daños en las roscas durante el ensamblaje, ya que utilizan un paso de rosca más fino, pero permiten un pequeño ajuste de la distancia entre los centros de los cilindros y brindan un sello confiable incluso si no es completamente hermético. Los colectores de este tipo se suministran comúnmente en conjuntos que comprenden un colector y válvulas de cilindro compatibles del lado izquierdo y derecho con una opción de especificación de rosca de cuello. Los componentes de trabajo para las tres válvulas en el conjunto suelen ser idénticos. El hexágono de la tuerca de seguridad de rosca izquierda generalmente tiene una ranura mecanizada para alertar al técnico sobre la presencia de rosca izquierda. [5]
Los colectores aguas arriba pueden ser colectores simples o de aislamiento.
Los colectores simples simplemente conectan los interiores de los dos cilindros, lo que permite el flujo de gas entre ellos en todo momento. Si uno pierde gas, también se perderá el gas del otro.
Los colectores de aislamiento conectan los espacios de gas de los dos cilindros cuando la válvula de aislamiento está abierta y los aíslan cuando está cerrada. Si un cilindro tiene fugas, el gas del otro se puede proteger cerrando la válvula de aislamiento.
Los primeros colectores se utilizaban para conectar cilindros entre sí aguas abajo de las válvulas de cilindro, utilizando los accesorios DIN o de yugo en las válvulas de cilindro estándar. Estos colectores generalmente no incluyen una válvula de aislamiento, ya que las válvulas de cilindro se pueden utilizar para aislar los cilindros. Sin embargo, tampoco prevén más de un regulador. Algunos de estos colectores anteriores incluyen una válvula de reserva en el punto de conexión para el regulador, otros incluyen una válvula de reserva en una de las válvulas de cilindro o no tienen válvula de reserva. [3]
Un tercer tipo de colector, de interés principalmente histórico, se enrosca directamente en la rosca del cuello de ambos cilindros y proporciona una única válvula que controla el flujo desde ambos cilindros hasta un único conector para un regulador. Estos colectores también pueden incluir una válvula de reserva. Desde el punto de vista de la gestión del gas, son idénticos a un único cilindro con la misma capacidad. [3]
En comparación con un solo cilindro de capacidad equivalente:
En comparación con los gemelos independientes:
Variedad de aislamiento comparada con variedad simple:
En comparación con los gemelos independientes:
En comparación con un solo cilindro grande:
En comparación con el montaje lateral:
Si un regulador falla en un equipo con un colector de entrada, el buceador cierra la válvula de la botella correspondiente y cambia al otro regulador. Todo el suministro de gas restante está disponible para el resto de la inmersión. [1] [6]
Aunque es poco frecuente, la conexión defectuosa de la botella al colector puede provocar una pérdida de gas extremadamente rápida. En un equipo con colector de aislamiento, el buceador cierra la válvula de aislamiento para conservar el gas de la botella que no tiene fugas, luego utiliza la botella con fugas mientras aún queda gas y cambia a la botella lateral intacta cuando la que tiene fugas está vacía. Al menos la mitad del volumen de gas restante está disponible para el resto de la inmersión. Si no hay una válvula de aislamiento, se puede perder todo el suministro de gas. [1] [6]