Un regulador de buceo o regulador de buceo submarino es un regulador de presión que controla la presión del gas respirable para el buceo submarino . La aplicación más comúnmente reconocida es reducir el gas respirable presurizado a la presión ambiental y entregarlo al buceador, pero también existen otros tipos de reguladores de presión de gas que se utilizan para aplicaciones de buceo. El gas puede ser aire o uno de una variedad de gases respirables especialmente mezclados . El gas puede ser suministrado desde un cilindro de buceo que lleva el buzo, en cuyo caso se llama regulador de buceo , o mediante una manguera desde un compresor o cilindros de almacenamiento de alta presión en la superficie en el buceo con suministro de superficie . Un regulador de presión de gas tiene una o más válvulas en serie que reducen la presión de la fuente y utilizan la presión aguas abajo como retroalimentación para controlar la presión entregada, o la presión aguas arriba como retroalimentación para evitar caudales excesivos, reduciendo la presión en cada etapa. [1]
Los términos "regulador" y "válvula de demanda" (DV) a menudo se usan indistintamente, pero una válvula de demanda es el regulador de reducción de presión de etapa final que suministra gas solo mientras el buzo está inhalando y reduce la presión del gas a aproximadamente la temperatura ambiente. En los reguladores de demanda de manguera única, la válvula de demanda se mantiene en la boca del buzo mediante una boquilla o se fija a la máscara facial completa o al casco. En los reguladores de doble manguera, la válvula de demanda está incluida en el cuerpo del regulador, que generalmente está conectada directamente a la válvula del cilindro o a la salida del colector, con una boquilla remota suministrada a presión ambiental.
Se utiliza un regulador de reducción de presión para controlar la presión de suministro del gas suministrado a un casco de flujo libre o máscara facial completa, en el que el flujo es continuo, para mantener la presión aguas abajo que está limitada por la presión ambiental del escape. y la resistencia al flujo del sistema de suministro (principalmente el umbilical y la válvula de escape) y no está muy influenciada por la respiración del buceador. Los sistemas de rebreather de buceo también pueden usar reguladores para controlar el flujo de gas fresco y válvulas de demanda, conocidas como válvulas de diluyente automáticas , para mantener el volumen en el circuito de respiración durante el descenso. Los sistemas de recuperación de gas y los sistemas de respiración incorporados (BIBS) utilizan un tipo diferente de regulador para controlar el flujo de gas exhalado hacia la manguera de retorno y a través del sistema de recuperación de la parte superior, o hacia el exterior de la cámara hiperbárica, estos son de la parte posterior. -Clase de regulador de presión .
El rendimiento de un regulador se mide por la presión de apertura y el trabajo mecánico añadido de la respiración , y la capacidad de suministrar gas respirable a un caudal inspiratorio máximo a presiones ambientales altas sin una caída excesiva de presión y sin un espacio muerto excesivo . Para algunas aplicaciones de buceo en aguas frías , es importante la capacidad de entregar altos caudales a bajas temperaturas ambiente sin atascos debido a la congelación del regulador .
El regulador de buceo es un mecanismo que reduce la presión del suministro de gas respirable y lo proporciona al buceador aproximadamente a la presión ambiental. El gas puede suministrarse según demanda, cuando el buzo inhala, o como un flujo constante que pasa por el buceador dentro del casco o máscara, del cual el buceador usa lo que necesita, mientras que el resto se desperdicia. [2] : 49
El gas puede suministrarse directamente al buzo o a un circuito de rebreather para compensar el gas usado y los cambios de volumen debido a las variaciones de profundidad. El suministro de gas puede provenir de un cilindro de buceo de alta presión que lleva el buzo o de un suministro de superficie a través de una manguera conectada a un compresor o sistema de almacenamiento de alta presión.
Una válvula de demanda de circuito abierto proporciona flujo de gas solo mientras el buceador inhala, un regulador de flujo libre proporciona un caudal constante a la presión de entrega, los reguladores de recuperación y de los sistemas de respiración incorporados permiten el flujo de escape solo durante la exhalación. Los rebreathers usan reguladores de demanda para compensar un déficit de volumen en el circuito y pueden usar reguladores de flujo másico constante para refrescar el contenido de oxígeno de la mezcla de gases del circuito.
Una válvula de demanda detecta la caída de presión cuando el buzo comienza a inhalar y le suministra una bocanada de gas a presión ambiental. Cuando el buzo deja de inhalar, la válvula de demanda se cierra para detener el flujo. La válvula de demanda tiene una cámara, que en uso normal contiene gas respirable a presión ambiente, que está conectada a una boquilla de mordida, una máscara completa o un casco de buceo , ya sea acoplado directamente o conectado mediante un conector flexible de baja presión. manguera. En un lado de la cámara hay un diafragma flexible para detectar la diferencia de presión entre el gas en la cámara en un lado y el agua circundante en el otro lado, y controlar el funcionamiento de la válvula que suministra gas presurizado a la cámara. [3]
Esto se hace mediante un sistema mecánico que une el diafragma a una válvula que se abre en un grado proporcional al desplazamiento del diafragma desde la posición cerrada. La diferencia de presión entre el interior de la boquilla y la presión ambiental fuera del diafragma requerida para abrir la válvula se conoce como presión de apertura. Esta diferencia de presión de apertura suele ser negativa en relación con la ambiental, pero puede ser ligeramente positiva en un regulador de presión positiva (un regulador que mantiene una presión dentro de la boquilla, máscara o casco, que es ligeramente mayor que la presión ambiental). Una vez que la válvula se ha abierto, el flujo de gas debe continuar con la diferencia de presión estable más pequeña razonablemente practicable mientras el buceador inhala, y debe detenerse tan pronto como se detenga el flujo de gas. Se han ideado varios mecanismos para proporcionar esta función, algunos de ellos extremadamente simples y robustos, y otros algo más complejos, pero más sensibles a pequeños cambios de presión. [3] : 33 El diafragma está protegido por una tapa con orificios o hendiduras por las que puede entrar libremente el agua del exterior. Esta cubierta reduce la sensibilidad del diafragma a la turbulencia del agua y la presión dinámica debido al movimiento, que de otro modo podría provocar un flujo de gas cuando no es necesario.
Cuando el buzo comienza a inhalar, la extracción de gas de la carcasa reduce la presión dentro de la cámara y la presión externa del agua mueve el diafragma hacia adentro accionando una palanca que levanta la válvula de su asiento, liberando gas en la cámara. El gas entre etapas, a aproximadamente 8 a 10 bares (120 a 150 psi) por encima de la presión ambiental, se expande a través del orificio de la válvula a medida que su presión se reduce a la ambiental y suministra al buceador más gas para respirar. Cuando el buceador deja de inhalar la cámara se llena hasta que la presión externa se equilibra, el diafragma vuelve a su posición de reposo y la palanca libera la válvula para cerrarla mediante el resorte de la válvula y el flujo de gas se detiene. [3]
Cuando el buceador exhala, las válvulas unidireccionales hechas de un material flexible y hermético se flexionan hacia afuera bajo la presión de la exhalación, dejando que el gas escape de la cámara. Se cierran, formando un sello, cuando se detiene la exhalación y la presión dentro de la cámara se reduce a la presión ambiental. [3] : 108
La gran mayoría de las válvulas de demanda se utilizan en aparatos respiratorios de circuito abierto, lo que significa que el gas exhalado se descarga al entorno circundante y se pierde. Se pueden instalar válvulas de recuperación en los cascos para permitir que el gas usado regrese a la superficie para su reutilización después de eliminar el dióxido de carbono y completar el oxígeno. Este proceso, denominado "push-pull", es tecnológicamente complejo y costoso y sólo se utiliza para el buceo comercial profundo con mezclas de heliox, donde el ahorro de helio compensa los gastos y complicaciones del sistema, y para el buceo en aguas contaminadas. , donde el gas no se recupera, pero el sistema reduce el riesgo de que agua contaminada se filtre al casco a través de una válvula de escape. [4]
Generalmente se utilizan en buceo de superficie con máscaras y cascos de flujo libre. Por lo general, son un regulador de gas industrial grande y de alto flujo que se controla manualmente en el panel de gas en la superficie a la presión requerida para proporcionar el caudal deseado al buceador. Normalmente no se utiliza flujo libre en equipos de buceo ya que los altos caudales de gas son ineficientes y derrochadores.
En los reguladores de flujo constante, el regulador de presión proporciona una presión reducida constante, que proporciona flujo de gas al buzo, que puede estar controlado hasta cierto punto mediante un orificio ajustable controlado por el buzo. Estos son el tipo más antiguo de control de flujo de respiración. El buceador debe abrir y cerrar físicamente la válvula de suministro ajustable para regular el flujo. Las válvulas de flujo constante en un equipo de respiración de circuito abierto consumen gas de manera menos económica que los reguladores de válvula de demanda porque el gas fluye incluso cuando no es necesario y debe fluir a la velocidad requerida para la inhalación máxima. Antes de 1939, Le Prieur diseñó equipos de respiración de circuito abierto industriales y de buceo autónomos con reguladores de flujo constante , pero no se generalizaron debido a la duración muy corta de la inmersión. Las complicaciones de diseño surgieron de la necesidad de colocar la válvula de control de flujo de la segunda etapa donde el buzo pudiera operarla fácilmente. [5]
El costo del gas respirable que contiene una alta fracción de helio es una parte importante del costo de las operaciones de buceo profundo y puede reducirse recuperando el gas respirable para su reciclaje. [6] Un casco de recuperación está provisto de una línea de retorno en el umbilical del buzo , y el gas exhalado se descarga a esta manguera a través de un regulador de recuperación, lo que garantiza que la presión del gas en el casco no pueda caer por debajo de la presión ambiental. [7] : 150–151 El gas se procesa en la superficie en el sistema de recuperación de helio mediante filtración, lavado e impulso en cilindros de almacenamiento hasta que se necesita. El contenido de oxígeno podrá ajustarse cuando sea apropiado. [7] : 151–155 [4] : 109 El mismo principio se utiliza en los sistemas de respiración incorporados utilizados para ventilar gases de tratamiento ricos en oxígeno desde una cámara hiperbárica , aunque esos gases generalmente no se recuperan. Se proporciona una válvula desviadora para permitir que el buzo cambie manualmente al circuito abierto si la válvula de recuperación falla, y una válvula de inundación de baja presión permite que el agua ingrese al casco para evitar que se apriete si la válvula de recuperación falla repentinamente, lo que le da tiempo al buzo para cambiar a circuito abierto sin lesiones. [7] : 151–155 Las válvulas de recuperación para buceo profundo pueden usar dos etapas para brindar un flujo más suave y reducir el trabajo respiratorio . El regulador de recuperación funciona según un principio similar al regulador de demanda, en el sentido de que permite el flujo solo cuando la diferencia de presión entre el interior del casco y el agua ambiental abre la válvula, pero utiliza la sobrepresión aguas arriba para activar la válvula, donde la válvula de demanda utiliza subpresión aguas abajo.
Los reguladores de recuperación también se utilizan a veces para el buceo con materiales peligrosos para reducir el riesgo de reflujo de agua contaminada a través de las válvulas de escape hacia el casco. En esta aplicación no habría una válvula de inundación de depresión, pero las diferencias de presión y el riesgo de compresión son relativamente bajos. [8] [4] : 109 El gas respirable en esta aplicación normalmente sería aire y en realidad no se reciclaría.
Los reguladores BIBS para cámaras hiperbáricas tienen un sistema de dos etapas en el buzo similar a los cascos de recuperación, aunque para esta aplicación el regulador de salida vierte el gas exhalado a través de una manguera de salida a la atmósfera fuera de la cámara. [9]
Son sistemas que se utilizan para suministrar gas respirable a demanda en una cámara que se encuentra a una presión mayor que la presión ambiental fuera de la cámara. [10] La diferencia de presión entre la cámara y la presión ambiental externa hace posible expulsar el gas exhalado al ambiente externo, pero el flujo debe controlarse de modo que solo el gas exhalado salga a través del sistema y no drene el contenido de la cámara hacia el exterior. Esto se logra mediante el uso de una válvula de escape controlada que se abre cuando una ligera sobrepresión relativa a la presión de la cámara en el diafragma de escape mueve el mecanismo de la válvula contra un resorte. Cuando el gas que fluye a través de la manguera de escape disipa esta sobrepresión, el resorte devuelve esta válvula a la posición cerrada, cortando el flujo adicional y conservando la atmósfera de la cámara. Una diferencia de presión negativa o nula sobre el diafragma de escape lo mantendrá cerrado. El diafragma de escape está expuesto a la presión de la cámara por un lado y a la presión del gas exhalado en la máscara oronasal por el otro lado. El suministro de gas para inhalación se realiza a través de una válvula de demanda que funciona según los mismos principios que una segunda etapa de válvula de demanda de buceo normal. Como cualquier otro aparato respiratorio, el espacio muerto debe limitarse para minimizar la acumulación de dióxido de carbono en la mascarilla.
En algunos casos, la succión de salida debe ser limitada y es posible que se requiera un regulador de contrapresión . Este sería normalmente el caso de uso en un sistema de saturación. El uso para oxigenoterapia y descompresión de superficies con oxígeno generalmente no necesitaría un regulador de contrapresión. [11] Cuando se utiliza un BIBS con ventilación externa a una presión baja en la cámara, puede ser necesaria una asistencia de vacío para mantener baja la contrapresión de exhalación y proporcionar un trabajo respiratorio aceptable . [10]
La principal aplicación de este tipo de BIBS es el suministro de gas respirable con una composición diferente a la atmósfera de la cámara a los ocupantes de una cámara hiperbárica donde la atmósfera de la cámara está controlada, y la contaminación por el gas BIBS sería un problema. [10] Esto es común en la descompresión terapéutica y la oxigenoterapia hiperbárica, donde una presión parcial más alta de oxígeno en la cámara constituiría un riesgo de incendio inaceptable y requeriría ventilación frecuente de la cámara para mantener la presión parcial dentro de límites aceptables. La ventilación frecuente es ruidosa y costosa, pero puede utilizarse en caso de emergencia. [9]
Los sistemas de rebreather utilizados para el buceo reciclan la mayor parte del gas respirable, pero no se basan en un sistema de válvula de demanda para su función principal. En cambio, el buzo lleva el circuito de respiración y permanece a presión ambiental mientras está en uso. Se pueden utilizar reguladores en los rebreathers de buceo para compensar un déficit en el volumen de gas del circuito y para proporcionar gas rico en oxígeno para compensar el uso metabólico. [12]
La válvula de diluyente automática (ADV) se utiliza en un rebreather para agregar gas al circuito para compensar automáticamente la reducción de volumen debido al aumento de presión con mayor profundidad o para compensar la pérdida de gas del sistema cuando el buceador exhala por la nariz mientras limpia el máscara o como método para lavar el bucle . A menudo cuentan con un botón de purga para permitir el lavado manual del circuito. La ADV es similar en concepto y función a la válvula de demanda de circuito abierto y puede utilizar muchos componentes similares, pero no tiene una válvula de escape integral. La válvula de sobrepresión de circuito proporciona una función equivalente a la válvula de escape. Algunos rebreathers de circuito pasivo semicerrado utilizan el ADV para agregar gas al circuito para compensar una parte del gas que se descarga automáticamente durante el ciclo respiratorio como una forma de mantener una concentración de oxígeno adecuada. [13]
La válvula de rescate (BOV) es una válvula de demanda de circuito abierto integrada en una boquilla del rebreather u otra parte del circuito respiratorio. Puede aislarse mientras el buceador utiliza el rebreather para reciclar el gas respirable y abrirse, aislando al mismo tiempo el circuito de respiración, cuando un problema hace que el buceador salte hacia un circuito abierto. La principal característica distintiva del BOV es que se usa la misma boquilla para circuito abierto y cerrado, y el buzo no tiene que cerrar la válvula de buceo/superficie (DSV), sacarla de su boca y buscar e insertar el rescate. válvula de demanda para salir al circuito abierto. Aunque costosa, esta reducción de pasos críticos hace que el BOV integrado sea una importante ventaja de seguridad, particularmente cuando hay una alta presión parcial de dióxido de carbono en el circuito, ya que la hipercapnia puede hacer que sea difícil o imposible que el buceador contenga la respiración incluso durante el último minuto. Se requiere un corto período para cambiar las boquillas. [14] [15]
Las válvulas de adición de flujo másico constante se utilizan para suministrar un flujo másico constante de gas fresco a un rebreather semicerrado de tipo activo para reponer el gas utilizado por el buzo y mantener una composición aproximadamente constante de la mezcla del circuito. Se utilizan dos tipos principales: el orificio fijo y el orificio ajustable (normalmente una válvula de aguja). La válvula de flujo másico constante generalmente es alimentada por un regulador de gas que está aislado de la presión ambiental para que proporcione una salida regulada por presión absoluta (no compensada por la presión ambiental). Esto limita el rango de profundidad en el que es posible un flujo másico constante a través del orificio, pero proporciona una mezcla de gases relativamente predecible en el circuito de respiración. Se utiliza una válvula de alivio de sobrepresión en la primera etapa para proteger la manguera de salida. A diferencia de la mayoría de los otros reguladores de suministro de gas para buceo, los orificios de flujo másico constante no controlan la presión aguas abajo, pero sí regulan el caudal.
Las válvulas de adición controladas manualmente y electrónicamente se utilizan en rebreathers de circuito cerrado controlados manualmente y electrónicamente (mCCR, eCCR) para agregar oxígeno al circuito y mantener el punto de ajuste de la presión parcial de oxígeno. Se utiliza una válvula controlada manual o electrónicamente para liberar oxígeno desde la salida de la primera etapa de un regulador de buceo estándar hacia el circuito de respiración. Es necesaria una válvula de alivio de sobrepresión en la primera etapa para proteger la manguera en caso de fugas en la primera etapa. Estrictamente hablando, estos no son reguladores de presión, son válvulas de control de flujo.
La primera válvula de demanda registrada se inventó en 1838 en Francia y se olvidó en los años siguientes; no se inventó otra válvula de demanda viable hasta 1860. El 14 de noviembre de 1838, el Dr. Manuel Théodore Guillaumet de Argentan, Normandía, Francia, presentó una patente para un regulador de demanda de doble manguera; al buzo se le suministraba aire a través de tuberías desde la superficie hasta una válvula de demanda montada en la parte trasera y de allí a una boquilla. El gas exhalado se ventiló hacia el costado de la cabeza a través de una segunda manguera. El aparato fue demostrado e investigado por un comité de la Academia Francesa de Ciencias: [16] [17]
El 19 de junio de 1838, en Londres, William Edward Newton presentó una patente (nº 7695: "Aparato de buceo") para una válvula de demanda de doble manguera accionada por diafragma para buceadores. [18] Sin embargo, se cree que el Sr. Newton simplemente estaba presentando una patente en nombre del Dr. Guillaumet. [19]
En 1860 un ingeniero de minas de Espalion (Francia), Benoît Rouquayrol , inventó una válvula de demanda con un depósito de aire de hierro para permitir a los mineros respirar en las minas inundadas. Llamó a su invento régulateur ('regulador'). En 1864, Rouquayrol conoció al oficial de la Armada Imperial francesa Auguste Denayrouze y trabajaron juntos para adaptar el regulador de Rouquayrol al buceo. El aparato Rouquayrol-Denayrouze se produjo en masa con algunas interrupciones entre 1864 y 1965. [20] A partir de 1865 fue adquirido como estándar por la Armada Imperial Francesa, [21] pero nunca fue completamente aceptado por los buzos franceses debido a una Falta de seguridad y autonomía.
En 1926, Maurice Fernez e Yves Le Prieur patentaron un regulador de flujo constante controlado manualmente (no una válvula de demanda), que utilizaba una máscara facial completa (el aire escapaba de la máscara con un flujo constante). [5] [22]
En 1937 y 1942, el inventor francés Georges Commeinhes, de Alsacia , patentó una válvula de demanda para buceo alimentada con aire procedente de dos bombonas de gas a través de una máscara facial completa . Commeinhes murió en 1944 durante la liberación de Estrasburgo y su invento pronto quedó en el olvido. La válvula de demanda de Commeinhes fue una adaptación del mecanismo de Rouquayoul-Denayrouze, no tan compacta como el aparato de Cousteau-Gagnan. [23]
No fue hasta diciembre de 1942 que la válvula de demanda se desarrolló hasta alcanzar la forma que obtuvo una amplia aceptación. Esto se produjo después de que el oficial naval francés Jacques-Yves Cousteau y el ingeniero Émile Gagnan se reunieran por primera vez en París . Gagnan, empleado de Air Liquide , había miniaturizado y adaptado un regulador Rouquayrol-Denayrouze utilizado para generadores de gas tras severas restricciones de combustible debido a la ocupación alemana de Francia ; Cousteau sugirió adaptarlo para el buceo, que en 1864 era su finalidad original. [24]
El regulador de manguera única, con una válvula de demanda de boca suministrada con gas a baja presión desde la primera etapa montada en la válvula del cilindro, fue inventado por el australiano Ted Eldred a principios de la década de 1950 en respuesta a las restricciones de patentes y la escasez de existencias del aparato Cousteau-Gagnan en Australia. . En 1951, ER Cross inventó el "Sport Diver", uno de los primeros reguladores de manguera única fabricados en Estados Unidos. La versión Cross se basa en el sistema de oxígeno utilizado por los pilotos. Otros reguladores de manguera única desarrollados durante la década de 1950 incluyen el "Little Rose Pro" de Rose Aviation, el "Nemrod Snark" (de España) y el "Waterlung" de Sportsways, diseñado por el pionero del buceo Sam LeCocq en 1958. En Francia, en 1955 , Bronnec & Gauthier obtuvo una patente para un regulador de manguera única, que luego se produjo como Cristal Explorer. [25] El "Waterlung" eventualmente se convertiría en el primer regulador de manguera única ampliamente adoptado por el público buceador. Con el tiempo, la conveniencia y el rendimiento de los reguladores de manguera única mejorados los convertirían en el estándar de la industria. [3] : 7 El rendimiento aún continúa mejorando en pequeños incrementos y se han aplicado adaptaciones a la tecnología de rebreather.
El regulador de manguera única se adaptó posteriormente para el buceo desde superficie con cascos livianos y máscaras completas, siguiendo la tradición de los equipos Rouquayrol-Denayrouze, para ahorrar en el uso de gas. En 1969, Kirby-Morgan había desarrollado una máscara facial completa, la KMB-8 Bandmask, que utilizaba un único regulador de manguera. Esto se convirtió en el Kirby-Morgan SuperLite-17B en 1976, [26] haciendo uso del sello de presa de cuello inventado por Joe Savoie . [27]
A la primera etapa se le agregaron válvulas de demanda secundarias (pulpo), manómetros sumergibles y mangueras infladoras de baja presión. [ ¿cuando? ]
En 1994, Kirby-Morgan y Divex desarrollaron un sistema de recuperación en un proyecto conjunto para recuperar costosas mezclas de helio durante operaciones profundas. [26]
Tanto los reguladores de flujo libre como los de demanda utilizan retroalimentación mecánica de la presión aguas abajo para controlar la apertura de una válvula que controla el flujo de gas desde el lado de alta presión aguas arriba hasta el lado de baja presión aguas abajo de cada etapa. [28] La capacidad de flujo debe ser suficiente para permitir que la presión aguas abajo se mantenga a la máxima demanda, y la sensibilidad debe ser apropiada para entregar el caudal máximo requerido con una pequeña variación en la presión aguas abajo y para una gran variación en la presión de suministro. Los reguladores de buceo de circuito abierto también deben funcionar contra una presión ambiental variable. Deben ser robustos y fiables, ya que son equipos de soporte vital que deben funcionar en el entorno relativamente hostil del agua de mar.
Los reguladores de buceo utilizan válvulas operadas mecánicamente. [28] En la mayoría de los casos hay retroalimentación de presión ambiental tanto en la primera como en la segunda etapa, excepto cuando esto se evita para permitir un flujo másico constante a través de un orificio en un rebreather, lo que requiere una presión constante aguas arriba.
Las partes de un regulador se describen aquí como los principales grupos funcionales en orden descendente, siguiendo el flujo de gas desde el cilindro de buceo hasta su uso final.
La primera etapa del regulador de buceo generalmente estará conectada a la válvula del cilindro mediante uno de los dos tipos estándar de accesorios. El conector CGA 850, también conocido como conector internacional, que utiliza una abrazadera de yugo o un tornillo DIN . También existen normas europeas para conectores de reguladores de buceo para gases distintos del aire y adaptadores para permitir el uso de reguladores con válvulas de cilindro de un tipo de conexión diferente.
Los conectores de yugo CGA 850 (a veces llamados abrazaderas en A por su forma) son la conexión de regulador más popular en América del Norte y en varios otros países. Sujetan la abertura de entrada de alta presión del regulador contra la abertura de salida de la válvula del cilindro y están sellados mediante una junta tórica en una ranura en la cara de contacto de la válvula del cilindro. El usuario atornilla la abrazadera en su lugar con los dedos para mantener en contacto las superficies metálicas de la válvula del cilindro y la primera etapa del regulador, comprimiendo la junta tórica entre las caras radiales de la válvula y el regulador. Cuando se abre la válvula, la presión del gas presiona la junta tórica contra la superficie cilíndrica exterior de la ranura, completando el sello. El buceador debe tener cuidado de no atornillar demasiado el yugo, ya que podría resultar imposible retirarlo sin herramientas. Por el contrario, no apretar lo suficiente puede provocar la extrusión de la junta tórica bajo presión y una pérdida importante de gas respirable. Esto puede ser un problema grave si ocurre cuando el buceador está en profundidad. Los accesorios de yugo tienen una presión de trabajo máxima de 240 bar.
El racor DIN es un tipo de conexión roscada a la válvula del cilindro. El sistema DIN es menos común en todo el mundo, pero tiene la ventaja de soportar una presión mayor, hasta 300 bar, lo que permite el uso de cilindros de acero de alta presión. Son menos susceptibles a reventar la junta tórica si se golpean contra algo mientras están en uso. Los accesorios DIN son el estándar en gran parte de Europa y están disponibles en la mayoría de los países. Muchos buceadores técnicos consideran que el conector DIN es más seguro y, por tanto, más seguro . [3] : 117 Es más compacto que el accesorio de yugo y está menos expuesto al impacto con un techo.
Varios fabricantes comercializan una primera etapa idéntica, que varía únicamente en la elección de la conexión de la válvula del cilindro. En estos casos es posible comprar componentes originales para convertir el yugo a DIN y viceversa. La complejidad de la conversión puede variar y las piezas no suelen ser intercambiables entre fabricantes. La conversión de los reguladores Apeks es especialmente sencilla y sólo requiere una llave Allen y una llave de estrella .
Hay adaptadores disponibles para permitir la conexión de reguladores DIN a válvulas de cilindros de yugo (abrazadera en A o adaptador de yugo) y para conectar reguladores de yugo a válvulas de cilindros DIN. [29] Existen dos tipos de adaptadores para válvulas DIN: adaptadores de enchufe y adaptadores de bloque. Los adaptadores de enchufe se atornillan en un casquillo de válvula DIN de 5 hilos, están clasificados para 232/240 bar y solo se pueden utilizar con válvulas diseñadas para aceptarlos. Estos se pueden reconocer por un hoyuelo opuesto a la abertura de salida, que se utiliza para ubicar el tornillo de una abrazadera en A. Los adaptadores de bloque generalmente están clasificados para 200 bar y se pueden utilizar con casi cualquier válvula DIN de 5 roscas y 200 bar. Los adaptadores de abrazadera en A o de yugo constan de una abrazadera de yugo con un conector DIN en línea. Son ligeramente más vulnerables a la extrusión de la junta tórica que las abrazaderas de yugo integrales, debido a una mayor influencia en el regulador de primera etapa.
La mayoría de los reguladores de buceo contemporáneos son reguladores de demanda de dos etapas y una sola manguera. Consisten en un regulador de primera etapa y una válvula de demanda de segunda etapa conectadas por una manguera de baja presión para transferir gas respirable y permiten un movimiento relativo dentro de las limitaciones de longitud y flexibilidad de la manguera.
La primera etapa se monta en la válvula del cilindro o en el colector a través de uno de los conectores estándar (yugo o DIN) y reduce la presión del cilindro a una presión intermedia, generalmente entre 8 y 11 bares (120 a 160 psi) más alta que la presión ambiental. También llamada presión entre etapas, presión media o presión baja. [28] : 17-20
Una primera etapa del regulador equilibrado mantiene automáticamente una diferencia de presión constante entre la presión entre etapas y la presión ambiental incluso cuando la presión del tanque cae con el consumo. El diseño equilibrado del regulador permite que el orificio de la primera etapa sea tan grande como sea necesario sin incurrir en una degradación del rendimiento como resultado del cambio de presión del tanque. [28] : 17-20
El cuerpo regulador de primera etapa generalmente tiene varias salidas (puertos) de baja presión para reguladores de segunda etapa e infladores de BCD y trajes secos, y una o más salidas de alta presión, que permiten un manómetro sumergible (SPG), buceo con gas integrado. computadora o transductor de presión remoto para leer la presión del cilindro. Se puede designar un puerto de baja presión con un diámetro más grande para la segunda etapa primaria, ya que proporcionará un flujo más alto a la demanda máxima para un menor trabajo respiratorio. [2] : 50
El mecanismo interior de la primera etapa puede ser de tipo diafragma o pistón, y puede estar equilibrado o desequilibrado. Los reguladores desequilibrados producen una presión entre etapas que varía ligeramente a medida que cambia la presión del cilindro y, para limitar esta variación, el tamaño del orificio de alta presión es pequeño, lo que disminuye la capacidad máxima del regulador. Un regulador equilibrado mantiene una diferencia de presión entre etapas constante para todas las presiones de los cilindros. [28] : 17-20
La segunda etapa, o válvula de demanda, reduce la presión del suministro de aire entre etapas a la presión ambiental según lo solicite el buzo. El funcionamiento de la válvula se desencadena por una caída en la presión aguas abajo cuando el buzo inhala. En una válvula aguas arriba, la válvula se mantiene cerrada por la presión entre etapas y se abre al entrar en el flujo de gas. A menudo se fabrican como válvulas basculantes, que son mecánicamente extremadamente simples y fiables, pero que no se pueden ajustar con precisión. [3] : 14
La mayoría de las válvulas de demanda modernas utilizan un mecanismo de válvula aguas abajo, donde el asiento de la válvula se mueve en la misma dirección que el flujo de gas para abrirse y se mantiene cerrado mediante un resorte. El obturador se levanta de la corona mediante una palanca accionada por el diafragma. [3] : 13–15 Comúnmente se utilizan dos patrones. Uno es el clásico sistema push-pull, en el que la palanca de accionamiento va al extremo del eje de la válvula y se sujeta mediante una tuerca. Cualquier desviación de la palanca se convierte en un tirón axial sobre el eje de la válvula, levantando el asiento de la corona y permitiendo que fluya el aire. [3] : 13 El otro es el arreglo de obturador de barril, donde el obturador está encerrado en un tubo que cruza el cuerpo del regulador y la palanca opera a través de ranuras en los lados del tubo. Se puede acceder al extremo más alejado del tubo desde el costado de la carcasa y se puede instalar un tornillo de ajuste de la tensión del resorte para un control limitado del buzo sobre la presión de apertura. Esta disposición también permite un equilibrio de presión relativamente sencillo de la segunda etapa. [3] : 14, 18
Una válvula aguas abajo funcionará como válvula de sobrepresión cuando la presión entre etapas se eleva lo suficiente para superar la precarga del resorte. Si la primera etapa tiene fugas y la etapa intermedia se sobrepresuriza, la válvula aguas abajo de la segunda etapa se abre automáticamente. Si la fuga es mala, esto podría resultar en un " flujo libre ", pero una fuga lenta generalmente causará un "explosión" intermitente del DV, a medida que la presión se libera y se acumula lentamente nuevamente. [3]
Si la primera etapa tiene fugas y la etapa intermedia se sobrepresuriza, la válvula aguas arriba de la segunda etapa no liberará el exceso de presión. Esto podría dificultar el suministro de gas respirable y posiblemente provocar la rotura de una manguera o la falla de otra válvula de la segunda etapa. como uno que infla un dispositivo de flotabilidad. Cuando se utiliza una válvula aguas arriba de segunda etapa, el fabricante incluirá una válvula de alivio en el regulador de primera etapa para proteger la manguera. [3] : 9
Si se instala una válvula de cierre entre la primera y la segunda etapa, como se encuentra en los sistemas de rescate de buceo utilizados para el buceo comercial y en algunas configuraciones de buceo técnico, la válvula de demanda normalmente estará aislada y no podrá funcionar como válvula de alivio. En este caso se debe instalar una válvula de sobrepresión en la primera etapa. Están disponibles como accesorios del mercado de accesorios que se pueden atornillar a cualquier puerto de baja presión disponible en la primera etapa. [30]
Algunas válvulas de demanda utilizan una válvula piloto pequeña y sensible para controlar la apertura de la válvula principal. Las segundas etapas Poseidon Jetstream y Xstream y Oceanic Omega son ejemplos de esta tecnología. Pueden producir caudales muy altos para un diferencial de presión pequeño y, en particular, para una presión de craqueo relativamente pequeña. Generalmente son más complicados y costosos de mantener. [3] : 16
El gas exhalado sale de la carcasa de la válvula de demanda a través de uno o dos puertos de escape. Las válvulas de escape son necesarias para evitar que el buzo inhale agua y para permitir que se induzca una diferencia de presión negativa sobre el diafragma para operar la válvula de demanda. Las válvulas de escape deben funcionar con una diferencia de presión positiva muy pequeña y causar la menor resistencia posible al flujo, sin ser engorrosas ni voluminosas. Las válvulas tipo hongo de elastómero cumplen esta función de manera adecuada. [3] : 108 Cuando es importante evitar fugas de regreso al regulador, como al bucear en agua contaminada, un sistema de dos juegos de válvulas en serie puede reducir el riesgo de contaminación. Una opción más compleja que se puede utilizar para cascos suministrados desde la superficie es utilizar un sistema de escape de recuperación que utiliza un regulador de flujo separado para controlar el escape que regresa a la superficie en una manguera dedicada en el umbilical. [4] : 109 El colector de escape (T de escape, cubierta de escape, bigotes) es el conducto que protege la(s) válvula(s) de escape y desvía el aire exhalado hacia los lados para que no burbujee en la cara del buceador y oscurezca el vista. [3] : 33
Un accesorio estándar en las segundas etapas de una sola manguera, tanto de boca como integradas en una máscara facial completa o en un casco de demanda, es el botón de purga, que permite al buceador desviar manualmente el diafragma para abrir la válvula y hacer que el aire fluya. en la carcasa. Esto se suele utilizar para purgar la carcasa o la máscara facial completa de agua si se ha inundado. Esto sucederá a menudo si la segunda etapa se deja caer o se retira de la boca mientras está bajo el agua. [3] : 108 Es una pieza separada montada en la cubierta frontal o la cubierta misma puede hacerse flexible y servir como botón de purga. Al presionar el botón de purga se presiona el diafragma directamente sobre la palanca de la válvula de demanda, y este movimiento de la palanca abre la válvula para liberar aire a través del regulador. [31] La lengüeta se puede usar para bloquear la boquilla durante la purga para evitar que el chorro de aire sople agua u otra materia en el regulador hacia las vías respiratorias del buceador. Esto es particularmente importante cuando se purga después de vomitar a través del regulador. El botón de purga también lo utilizan los buceadores recreativos para inflar una boya marcadora de superficie retrasada o una bolsa de elevación . Cada vez que se acciona el botón de purga, el buceador debe ser consciente de la posibilidad de que se produzca un flujo libre y estar preparado para afrontarlo. [32]
Puede ser deseable que el buzo tenga algún control manual sobre las características de flujo de la válvula de demanda. Los aspectos ajustables habituales son la presión de apertura y la retroalimentación del caudal a la presión interna de la carcasa de la segunda etapa. La presión entre etapas del aparato de respiración a demanda suministrado desde la superficie se controla manualmente en el panel de control y no se ajusta automáticamente a la presión ambiental como lo hacen la mayoría de las primeras etapas de buceo, ya que esta característica se controla mediante retroalimentación a la primera etapa desde presión ambiental. Esto tiene el efecto de que la presión de apertura de una válvula de demanda suministrada desde la superficie variará ligeramente con la profundidad, por lo que algunos fabricantes proporcionan una perilla de ajuste manual en el costado de la carcasa de la válvula de demanda para ajustar la presión del resorte en la válvula aguas abajo, que controla la presión de apertura. . Los buceadores comerciales conocen la perilla como "dial-a-breath". Se proporciona un ajuste similar en algunas válvulas de demanda de buceo de alta gama, para permitir al usuario ajustar manualmente el esfuerzo respiratorio en profundidad [3] : 17
Las válvulas de demanda de buceo que están configuradas para respirar ligeramente (presión de apertura baja y trabajo respiratorio bajo) pueden tender a fluir libremente con relativa facilidad, particularmente si el flujo de gas en la carcasa ha sido diseñado para ayudar a mantener la válvula abierta reduciendo la presión interna. La presión de apertura de una válvula de demanda sensible es a menudo menor que la diferencia de presión hidrostática entre el interior de una carcasa llena de aire y el agua debajo del diafragma cuando la boquilla apunta hacia arriba. Para evitar una pérdida excesiva de gas por activación involuntaria de la válvula cuando el DV está fuera de la boca del buceador, algunas segundas etapas tienen un mecanismo desensibilizador que provoca cierta contrapresión en la carcasa, impidiendo el flujo o dirigiéndolo hacia el interior. del diafragma. [3] : 21
La configuración de manguera "gemela", "doble" o "dos" de la válvula de demanda de buceo fue la primera en uso general. [33] Este tipo de regulador tiene dos tubos de respiración corrugados de gran diámetro . Un tubo suministra aire desde el regulador a la boquilla, y el segundo tubo entrega el gas exhalado a un punto cerca del diafragma de demanda donde la presión ambiental es la misma y donde se libera a través de un pico de pato de goma en un solo sentido. válvula, para salir por los orificios de la tapa. Las ventajas de este tipo de regulador son que las burbujas salen del regulador detrás de la cabeza del buceador, lo que aumenta la visibilidad, reduce el ruido y produce menos carga en la boca del buceador. Siguen siendo populares entre algunos fotógrafos submarinos y Aqualung lanzó una versión actualizada del Mistral en 2005. [34] [35]
El mecanismo del regulador de doble manguera está empaquetado en una carcasa metálica generalmente circular montada en la válvula del cilindro detrás del cuello del buzo. Por lo tanto, el componente de la válvula de demanda de un regulador de manguera doble de dos etapas está montado en la misma carcasa que el regulador de primera etapa y, para evitar el flujo libre, la válvula de escape debe ubicarse a la misma profundidad que el diafragma y el El único lugar fiable para hacerlo es en la misma vivienda. El aire fluye a través de un par de mangueras de caucho corrugado hacia y desde la boquilla. La manguera de suministro está conectada a un lado del cuerpo del regulador y suministra aire a la boquilla a través de una válvula de retención, y el aire exhalado regresa a la carcasa del regulador en el exterior del diafragma, también a través de una válvula de retención en el otro lado de la boquilla y generalmente a través de otra válvula de escape de retención en la carcasa del regulador, a menudo del tipo "pico de pato". [36]
Por lo general, se instala una válvula de retención en las mangueras de respiración donde se conectan a la boquilla. Esto evita que el agua que entre en la boquilla entre en la manguera de inhalación y garantiza que una vez que se sopla en la manguera de exhalación no pueda regresar. Esto aumenta ligeramente la resistencia al flujo de aire, pero hace que el regulador sea más fácil de limpiar. [36] : 341
Lo ideal es que la presión suministrada sea igual a la presión en reposo en los pulmones del buceador, ya que esto es a lo que los pulmones humanos están adaptados para respirar. Con un regulador de doble manguera detrás del buceador a la altura de los hombros, la presión suministrada cambia según la orientación del buceador. Si el buzo rueda boca arriba, la presión del aire liberada es mayor que en los pulmones. Los buzos aprendieron a restringir el flujo usando la lengua para cerrar la boquilla. Cuando la presión del cilindro se estaba agotando y la demanda de aire aumentaba, un giro hacia el lado derecho facilitaba la respiración. La boquilla se puede purgar levantándola por encima del regulador (menos profundo), lo que provocará un flujo libre. [36] : 341 Los reguladores de manguera doble han sido reemplazados casi por completo por reguladores de manguera única y quedaron obsoletos para la mayoría de los buceos desde la década de 1980. [37] Levantar la boquilla por encima del regulador aumenta la presión entregada del gas y bajar la boquilla reduce la presión entregada y aumenta la resistencia respiratoria. Como resultado, muchos buceadores de aqualung, cuando hacían snorkel en la superficie para ahorrar aire mientras llegaban al lugar de buceo, colocaban el bucle de mangueras debajo de un brazo para evitar que la boquilla flotara causando un flujo libre.
Los reguladores originales de doble manguera generalmente no tenían puertos para accesorios, aunque algunos tenían un puerto de alta presión para un manómetro sumergible. Algunos modelos posteriores tienen uno o más puertos de baja presión entre las etapas, que se pueden utilizar para suministrar alimentación directa para el inflado del traje o chaleco salvavidas y/o una válvula de demanda secundaria de manguera única, y un puerto de alta presión para un manómetro sumergible. [36] El nuevo Mistral es una excepción ya que se basa en la primera etapa del Aqualung Titan. que tiene el conjunto habitual de puertos. [34]
Algunos de los primeros reguladores de manguera doble tenían un diseño de una sola etapa. La primera etapa funciona de manera similar a la segunda etapa de las válvulas de demanda de dos etapas, pero se conectaría directamente a la válvula del cilindro y reduciría el aire a alta presión del cilindro directamente a la presión ambiental según la demanda. Esto se podía hacer usando una palanca más larga y un diafragma de mayor diámetro para controlar el movimiento de la válvula, pero había una tendencia a que la presión de apertura, y por lo tanto el trabajo respiratorio, variara a medida que caía la presión del cilindro. [36]
La disposición de doble manguera con una boquilla con agarre para morder o una máscara facial completa es común en los rebreathers , pero como parte del circuito de respiración, no como parte de un regulador. La válvula de demanda asociada que comprende la válvula de rescate de circuito abierto es un regulador de manguera única de segunda etapa.
El rendimiento respiratorio de los reguladores es una medida de la capacidad de un regulador de gas respirable para satisfacer las demandas que se le imponen a presiones ambientales variables y bajo cargas respiratorias variables, para el rango de gases respirables que se puede esperar que entregue. El rendimiento es un factor importante en el diseño y selección de reguladores respiratorios para cualquier aplicación, pero particularmente para el buceo submarino , ya que el rango de presiones operativas ambientales y la variedad de gases respirables es más amplio en esta aplicación. Es deseable que respirar desde un regulador requiera poco esfuerzo incluso cuando se suministran grandes cantidades de gas respirable, ya que éste suele ser el factor limitante del esfuerzo bajo el agua y puede ser crítico durante emergencias de buceo. También es preferible que el gas se suministre suavemente sin cambios repentinos de resistencia al inhalar o exhalar. Aunque estos factores pueden juzgarse subjetivamente, es conveniente tener un estándar mediante el cual se puedan comparar los diferentes tipos y fabricantes de reguladores.
Los reguladores de buceo de doble manguera originales de Cousteau podían suministrar unos 140 litros de aire por minuto con un flujo continuo y oficialmente se pensaba que era suficiente, pero los buceadores a veces necesitaban una velocidad instantánea más alta y tenían que aprender a no "ganarle al pulmón", es decir respirar más rápido de lo que el regulador podía suministrar. Entre 1948 y 1952, Ted Eldred diseñó su regulador de manguera única Porpoise para suministrar hasta 300 litros por minuto. [38]
Se han desarrollado y utilizado varios respiradores para evaluar el rendimiento de los aparatos respiratorios. [39] ANSTI Test Systems Ltd (Reino Unido) ha desarrollado una máquina de prueba que mide el esfuerzo de inhalación y exhalación utilizando un regulador a todas las temperaturas del agua realistas. La publicación de los resultados del desempeño de los reguladores en la máquina de prueba ANSTI ha dado como resultado grandes mejoras en el desempeño. [40] [41]
A densidades de gas más altas asociadas con mayor profundidad y presión, la respiración puede estar fisiológicamente limitada por la capacidad del buzo para mover el gas a través de los conductos respiratorios de los pulmones contra la compresión dinámica de las vías respiratorias . [42]
Varios factores afectan la comodidad y eficacia de los reguladores de buceo. Se ha mencionado el trabajo respiratorio, que puede ser fundamental para el rendimiento del buzo bajo una carga de trabajo elevada y cuando se utiliza gas denso en profundidad.
Las válvulas de demanda de boca pueden ejercer fuerzas sobre los dientes y las mandíbulas del usuario que pueden provocar fatiga y dolor, ocasionalmente lesiones por esfuerzo repetitivo, y las primeras boquillas de goma a menudo causaban una reacción alérgica de las superficies de contacto en la boca, que se ha eliminado en gran medida. mediante el uso de caucho de silicona hipoalergénico. Se han desarrollado varios diseños de boquilla para reducir este problema. La sensación de algunas boquillas en el paladar puede inducir un reflejo nauseoso en algunos buceadores, mientras que en otros no causa ninguna molestia. El estilo de las superficies de mordida puede influir en la comodidad y hay varios estilos disponibles como accesorios del mercado de accesorios. Las pruebas personales son la forma habitual de identificar qué funciona mejor para cada individuo y, en algunos modelos, las superficies de agarre se pueden moldear para adaptarse mejor a la mordida del buceador. El cable de la manguera de baja presión también puede inducir cargas en la boca cuando la manguera tiene una longitud inadecuada o se fuerza a formar curvas de radio pequeño para llegar a la boca. Esto normalmente se puede evitar ajustando cuidadosamente el cable de la manguera y, a veces, cambiando la longitud de la manguera.
Los reguladores sostenidos por cascos y máscaras faciales eliminan la carga en los labios, dientes y mandíbulas, pero añaden un espacio muerto mecánico, que puede reducirse mediante el uso de una máscara interior orinasal para separar el circuito respiratorio del resto del espacio aéreo interior. Esto también puede ayudar a reducir el empañamiento de la ventana gráfica, lo que puede restringir seriamente la visión. Aún se producirá algo de empañamiento y es necesario un medio de desempañamiento. El volumen interno de un casco o máscara completa puede ejercer fuerzas de flotabilidad desequilibradas en el cuello del buceador o, si se compensa con lastre, cargas de peso cuando está fuera del agua. El material de algunos sellos de mascarillas orinales y faldones de mascarillas faciales completas puede provocar reacciones alérgicas, pero los modelos más nuevos tienden a utilizar materiales hipoalergénicos y rara vez suponen un problema.
La mayoría de las averías del regulador implican un suministro inadecuado de gas respirable o una fuga de agua al suministro de gas. Hay dos modos principales de falla en el suministro de gas, donde el regulador corta el suministro, lo cual es extremadamente raro, y de flujo libre, donde el suministro no se detiene y puede agotar rápidamente el suministro de equipo de buceo. Varios fallos menores implican principalmente reducciones parciales en el suministro, fugas no catastróficas y fallas ergonómicas que hacen que el regulador sea difícil, incómodo o peligroso de usar. El usuario puede corregir rápida y fácilmente algunas averías si sabe qué hacer; otras pueden requerir servicio profesional, resolución de problemas o sustitución de piezas. Algunos pueden ser simplemente la consecuencia de usarlo más allá de su rango operativo especificado. [2] [43]
Se puede instalar una variedad de accesorios en la mayoría de los reguladores de buceo, algunos de los cuales se consideran equipo estándar. Muchos de ellos están conectados a un puerto en la primera etapa. Se proporcionan dos tipos de puertos: puertos de alta presión para medición de presión, con rosca UNF de 7/16" y junta tórica, y puertos de baja presión para suministrar gas al accesorio, que generalmente son UNF de 3/8" con O. -sello de anillo, pero algunos modelos usaban 1/2" UNF para el regulador primario. Cuando no se usan, estos puertos se sellan mediante tapones roscados. [3]
A medida que el gas sale del cilindro, su presión disminuye en la primera etapa y se enfría mucho debido a la expansión adiabática . Cuando la temperatura ambiente del agua es inferior a 5 °C, el agua que entre en contacto con el regulador puede congelarse. Si este hielo atasca el diafragma o el resorte del pistón, impidiendo el cierre de la válvula, puede producirse un flujo libre que puede vaciar un cilindro lleno en uno o dos minutos, y el flujo libre provoca un enfriamiento adicional en un circuito de retroalimentación positiva. [44] Generalmente el agua que se congela está en la cámara de presión ambiental alrededor de un resorte que mantiene la válvula abierta y no la humedad en el gas respirable del cilindro, pero eso también es posible si el aire no se filtra adecuadamente. La tendencia moderna de utilizar plásticos para reemplazar los componentes metálicos en los reguladores fomenta la congelación porque aísla el interior de un regulador frío del agua más cálida que lo rodea. Algunos reguladores cuentan con aletas de intercambio de calor en áreas donde el enfriamiento debido a la expansión del aire es un problema, como alrededor del asiento de la válvula de segunda etapa en algunos reguladores. [41]
Se pueden utilizar kits de agua fría para reducir el riesgo de congelación dentro del regulador. Algunos reguladores vienen con esto como estándar y otros pueden adaptarse. Para un regulador de diafragma se puede utilizar un sellado ambiental de la cámara del resorte principal del diafragma utilizando un diafragma secundario blando y un transmisor hidrostático [3] : 195 o un líquido anticongelante con una mezcla de silicona, alcohol o glicol/agua en el compartimiento del resorte sellado. [3] La grasa de silicona en la cámara del resorte se puede utilizar en una primera etapa de pistón. [3] La primera etapa del Poseidon Xstream aísla el resorte externo y la carcasa del resorte del resto del regulador, de modo que el aire en expansión lo enfríe menos y proporciona grandes ranuras en la carcasa para que el agua pueda calentar el resorte. , evitando así el problema de congelar el resorte externo. [45]
Kirby Morgan ha desarrollado un intercambiador de calor de tubos de acero inoxidable ("Thermo Exchanger") para calentar el gas del regulador de primera etapa y reducir el riesgo de congelación del regulador de buceo de segunda etapa al bucear en agua extremadamente fría a temperaturas de hasta -2,2 °C ( 28,0 °F). [41] La longitud y la conductividad térmica relativamente buena de la tubería y la masa térmica del bloque permiten que el calor del agua sea suficiente para calentar el aire a uno o dos grados del agua circundante. [41]
Una válvula de demanda aguas abajo sirve como mecanismo de seguridad para la sobrepresurización: si una primera etapa con una válvula de demanda falla y se atasca en la posición abierta, la válvula de demanda estará sobrepresurizada y tendrá "flujo libre". Aunque presenta al buceador una inminente crisis de "falta de aire", este modo de falla permite que el gas escape directamente al agua sin inflar los dispositivos de flotabilidad. El efecto de la inflación involuntaria podría ser llevar al buceador rápidamente a la superficie, provocando diversas lesiones que pueden resultar de un ascenso demasiado rápido . Hay circunstancias en las que los reguladores están conectados a equipos inflables como una bolsa de respiración con rebreather , un compensador de flotabilidad o un traje seco , pero sin necesidad de válvulas de demanda. Ejemplos de esto son los equipos de inflado de trajes de argón y los cilindros "fuera de bordo" o de diluyente secundario para rebreathers de circuito cerrado . Cuando no hay una válvula de demanda conectada a un regulador, éste debe estar equipado con una válvula de alivio de presión, a menos que tenga una válvula de sobrepresión incorporada, de modo que la sobrepresurización no infle ningún dispositivo de flotabilidad conectado al regulador ni reviente el sistema de baja presión. manguera de presión.
La primera etapa de un regulador de buceo tiene uno o dos puertos de alta presión aguas arriba de todas las válvulas reductoras de presión para monitorear la presión del gas restante en el cilindro de buceo , siempre que la válvula esté abierta. La conexión estándar es una rosca interior UNF de 7/16" sellada con junta tórica. [1] Existen varios tipos de manómetros.
La disposición estándar tiene una manguera de alta presión que conduce a un manómetro sumergible (SPG) (también llamado manómetro de contenido). [3] Este es un medidor mecánico analógico , generalmente con un mecanismo de tubo Bourdon . Se muestra con un puntero que se mueve sobre un dial, [1] generalmente de unos 50 milímetros (2,0 pulgadas) de diámetro. En ocasiones se montan en una consola, que es una caja de plástico o goma que contiene el manómetro de gas respirable y otros instrumentos como un profundímetro , un ordenador de buceo y/o una brújula . El puerto de alta presión generalmente tiene una rosca interna UNF de 7/16"-20 tpi con una junta tórica. [46] Esto hace imposible conectar una manguera de baja presión al puerto de alta presión. Los primeros reguladores ocasionalmente usaban otros tamaños de rosca, incluidos 3/8" UNF y 1/8" BSP (Poseidon Cyklon 200), y algunos de estos permitían la conexión de una manguera de baja presión al puerto de alta presión, lo cual es peligroso con una válvula de segunda etapa aguas arriba o un chaleco inflable o un traje seco. manguera, ya que la manguera podría explotar bajo presión.
La manguera de alta presión es una manguera flexible de pequeño diámetro con accesorios de extremo estampados permanentemente que conecta el manómetro sumergible al puerto HP de la primera etapa del regulador. El extremo de la manguera HP que encaja en el puerto HP generalmente tiene un orificio muy pequeño para restringir el flujo. Esto reduce las cargas de impacto en el manómetro cuando se abre la válvula del cilindro y reduce la pérdida de gas a través de la manguera si explota o tiene fugas por cualquier motivo. Este pequeño orificio es vulnerable a bloquearse por productos de corrosión si el regulador se inunda, o por partículas de polvo o productos de corrosión de un cilindro contaminado. [3] : 185 En el otro extremo de la manguera, el conector para conectar al SPG generalmente tiene un pivote, lo que permite girar el manómetro en la manguera bajo presión. El sello entre la manguera y el manómetro utiliza un componente pequeño generalmente conocido como carrete, que sella con una junta tórica en cada extremo que encaja en el extremo de la manguera y el manómetro con un sello cilíndrico. Este pivote puede tener fugas si las juntas tóricas se deterioran, lo cual es bastante común, especialmente con gases respirables ricos en oxígeno. La falla rara vez es catastrófica, pero la fuga empeorará con el tiempo. [3] : 185 Las longitudes de las mangueras de alta presión varían desde aproximadamente 150 milímetros (6 pulgadas) para cilindros de eslinga y de montaje lateral hasta aproximadamente 750 milímetros (30 pulgadas) para equipos de buceo montados en la espalda. Es posible que haya otras longitudes disponibles en el mercado o hechas a pedido para aplicaciones especiales, como rebreathers o montaje trasero con válvula hacia abajo.
Estos son manómetros analógicos del tamaño de una moneda montados directamente en un puerto de alta presión en la primera etapa. Son compactos, no tienen mangueras colgando y tienen pocos puntos de falla. Generalmente no se usan en cilindros montados en la parte trasera porque el buzo no puede verlos allí cuando está bajo el agua. A veces se utilizan en cilindros de platina inclinados lateralmente . Debido a su pequeño tamaño, puede resultar difícil leer el manómetro con una resolución inferior a 20 bares (300 psi). Como están montados rígidamente en la primera etapa, no hay flexibilidad en la conexión y pueden ser vulnerables a daños por impacto.
Algunas computadoras de buceo están diseñadas para medir, mostrar y monitorear la presión en el cilindro de buceo . Esto puede resultar muy beneficioso para el buceador, pero si el ordenador de buceo falla, el buceador ya no podrá controlar sus reservas de gas. La mayoría de los buceadores que utilizan una computadora con gas integrado también tendrán un manómetro de aire estándar, aunque el SPG y la manguera tienen varios puntos potenciales de falla. La computadora está conectada a la primera etapa mediante una manguera de alta presión o tiene dos partes: el transductor de presión en la primera etapa y la pantalla en la muñeca o consola, que se comunican mediante un enlace de transmisión de datos inalámbrico; las señales están codificadas para eliminar el riesgo de que la computadora de un buceador capte una señal del transductor de otro buceador o interferencias de radio de otras fuentes. [47] Algunas computadoras de buceo pueden recibir una señal de más de un transductor de presión remoto. [48] Ratio iX3M Tech y otros pueden procesar y mostrar presiones de hasta 10 transmisores. [49]
Casi todos los reguladores de demanda de manguera única están diseñados para usarse con la manguera acercándose a la boca desde el lado derecho. En esta orientación, los puertos de escape están en el punto más bajo y el drenaje es efectivo. Hay algunos modelos, especialmente los fabricados por Poseidon Diving Systems AB, pero históricamente también los de otros fabricantes, que tienen escapes laterales y funcionan igual de bien en cualquier orientación. [36] En efecto, no tienen ni parte superior ni inferior funcional. Son más sensibles a la inclinación lateral, lo que puede afectar el drenaje, pero rara vez es un problema en la práctica. Algunos modelos anteriores eran para zurdos, [36] y al menos un modelo de Apeks se puede modificar para uso con zurdos reconstruyéndolo utilizando los componentes originales. [50] El Mares Loop 15x es único porque la manguera de baja presión ingresa a la segunda etapa desde la parte inferior, lo que permite usarlo con la manguera colocada debajo de cualquiera de los brazos. [51]
Como práctica estándar casi universal en el buceo recreativo moderno, el regulador típico de una sola manguera tiene una segunda válvula de demanda instalada para uso de emergencia, principalmente para el compañero del buceador , generalmente conocido como pulpo debido a la manguera adicional o válvula de demanda secundaria. Los orígenes de la válvula de demanda secundaria son oscuros y es posible que haya sido inventada de forma independiente varias veces, pero fue utilizada por Dave Woodward en UNEXSO alrededor de 1965-6 para apoyar los intentos de buceo en apnea de Jacques Mayol . [52] Woodward creía que hacer que los buzos de seguridad llevaran dos segundas etapas sería un enfoque más seguro y práctico que la respiración con compañeros en caso de una emergencia. [52]
La válvula de demanda secundaria puede ser un híbrido de una válvula de demanda y una válvula de inflado compensadora de flotabilidad . Ambos tipos pueden denominarse fuentes de aire alternativas. Cuando la válvula de demanda secundaria está integrada con la válvula de inflado compensadora de flotabilidad, dado que la manguera de la válvula de inflado es corta (generalmente lo suficientemente larga como para llegar a la mitad del pecho), en caso de que un buceador se quede sin aire, el buceador al que le queda aire entregue su segunda etapa primaria al buceador sin aire y cambie a su propia válvula de inflado integrada.
Una válvula de demanda en un regulador conectado a un cilindro de buceo independiente también puede denominarse fuente de aire alternativa y también es una fuente de aire totalmente redundante, ya que es totalmente independiente de la fuente de aire primaria, lo que tiene ventajas de seguridad.
La manguera de baja presión en la válvula de demanda secundaria suele ser más larga que la manguera de baja presión en la DV primaria que usa el buceador, y la DV secundaria y/o su manguera pueden ser de color amarillo para ayudar a ubicarla en caso de emergencia. El regulador secundario debe sujetarse al arnés del buzo en una posición donde pueda ser visto y alcanzado fácilmente tanto por el buceador como por el potencial compartidor de aire, con una conexión separable. La manguera más larga se utiliza para mayor comodidad al compartir aire, de modo que los buzos no se vean obligados a permanecer en una posición incómoda entre sí. Los buceadores técnicos con frecuencia amplían esta característica y usan una manguera de 5 o 7 pies (1,5 mo 2 m), que permite a los buceadores nadar en una sola fila mientras comparten aire, lo que puede ser necesario en espacios restringidos dentro de naufragios o cuevas. [53]
En la configuración recreativa más común, los buzos usan la válvula de demanda secundaria en el lado derecho, lista para un despliegue rápido si el compañero se queda sin gas para respirar. Según un artículo en el sitio web Divers Alert, la disposición originalmente era para que el DV secundario se usara y se desplegara en el lado izquierdo, lo que permite que el destinatario use un DV diestro estándar sin una curvatura inversa en la manguera. lo que aprovecha al máximo la longitud de la manguera. Hay poca documentación confiable sobre si este fue el caso y, de ser así, por qué se cambió. Una comparación de los montajes izquierdo y derecho con referencia a la función principal como suministro de gas de emergencia muestra algunas ventajas ergonómicas de la opción de montaje izquierdo. Estas comparaciones no se aplican con la manguera larga y el collar ni con los sistemas integrados de inflador BCD, ni con los DV con escape lateral que funcionan al revés. [54]
Las ventajas reivindicadas para el montaje en el lado izquierdo son: Es más fácil pasar la manguera a otro buceador, usando la mano izquierda y dejando la mano derecha libre, no hace una curva adicional en la manguera, lo que hace un mejor uso de la longitud disponible , y proporciona una ventaja suave y sin tensiones para compartir cara a cara y colocar al receptor en paralelo a la izquierda. El posicionamiento cara a cara permite el contacto visual, lo cual es útil durante el ascenso, y uno al lado del otro es útil si el regreso requiere un desplazamiento horizontal. El botón de purga es más accesible para el socorrista, ya que está en el lado del pulgar de la mano donante. Las desventajas son que es una disposición incómoda si el buceador necesita usarlo él mismo, ya que la manguera debe pasarse alrededor de la parte posterior de la cabeza, o puede desarrollar una curva cerrada que ejerza presión sobre la mandíbula. También puede generar confusión si el receptor sólo ha estado expuesto a la donación con la mano derecha. [54]
La boquilla es una parte que el usuario agarra en la boca para crear un sello hermético. Es un tubo corto de forma ovalada y aplanada que se introduce entre los labios , con un reborde curvo que se ajusta entre los labios y los dientes y las encías , y se sella contra la superficie interna de los labios. En los extremos interiores de la brida hay dos pestañas con extremos agrandados que se agarran entre los dientes. Estas pestañas también mantienen los dientes lo suficientemente separados para permitir una respiración cómoda a través del espacio. La mayoría de los reguladores de buceo recreativo están equipados con una boquilla. En reguladores y rebreathers de doble manguera, "boquilla" puede referirse al conjunto completo entre los dos tubos flexibles. Una boquilla impide hablar con claridad, por lo que se prefiere una máscara que cubra toda la cara cuando se necesita comunicación por voz.
En algunos modelos de regulador de buceo, la boquilla también tiene una brida exterior de goma que encaja fuera de los labios y se extiende en dos correas que se unen detrás del cuello. [36] : 184 Esto ayuda a mantener la boquilla en su lugar si las mandíbulas del usuario se aflojan debido a la inconsciencia o la distracción. La brida de seguridad de la boquilla también puede ser un componente separado. [36] : 154 La correa para el cuello adjunta también permite al buceador mantener el regulador colgado debajo de la barbilla, donde está protegido y listo para usar. Las boquillas recientes no suelen incluir una brida externa, pero los buceadores técnicos han revivido la práctica de utilizar una correa para el cuello que utiliza un "collar" de goma elástica o quirúrgica que puede desprenderse de la boquilla sin dañarse si se tira con firmeza. [55]
Las boquillas originales solían estar hechas de caucho natural y podían provocar una reacción alérgica en algunos buceadores. Esto se ha superado mediante el uso de elastómeros sintéticos hipoalergénicos como los cauchos de silicona. [56]
Hay adaptadores disponibles para modificar el cable de la manguera de baja presión donde se conecta a la válvula de demanda. Hay adaptadores que proporcionan un ángulo fijo y otros que son variables durante el uso. Otros adaptadores giratorios están hechos para instalarse entre la manguera de baja presión y el puerto de baja presión en la primera etapa para proporcionar cables de manguera que de otro modo no serían posibles para el regulador específico. Como ocurre con todas las piezas móviles adicionales, son un posible punto adicional de fallo, por lo que sólo deben utilizarse cuando exista una ventaja suficiente para compensar este riesgo. Son principalmente útiles para mejorar el paso de manguera en reguladores usados con cilindros de montaje lateral y montados en eslinga .
Esto es ampliar un poco el concepto de accesorio, ya que sería igualmente válido llamar al regulador un accesorio de la máscara facial completa o del casco, pero los dos elementos están estrechamente relacionados y generalmente se utilizan juntos.
La mayoría de las máscaras faciales completas y probablemente la mayoría de los cascos de buceo que se utilizan actualmente son sistemas de demanda de circuito abierto, que utilizan una válvula de demanda (en algunos casos más de una) y se alimentan desde un regulador de buceo o un umbilical de suministro de superficie desde un panel de suministro de superficie que utiliza un suministro de superficie. regulador para controlar la presión del aire primario y de reserva u otro gas respirable.
Los cascos de buceo livianos casi siempre se suministran desde la superficie, pero las máscaras faciales completas se usan igualmente apropiadamente con circuito abierto de buceo, circuito cerrado de buceo (rebreathers) y circuito abierto con suministro de superficie.
La válvula de demanda suele estar firmemente sujeta al casco o máscara, pero hay algunos modelos de máscara facial completa que tienen válvulas de demanda extraíbles con conexiones rápidas que permiten intercambiarlas bajo el agua. Estos incluyen Dräger Panorama y Kirby-Morgan 48 Supermask.
Para algunas aplicaciones, es deseable que el gas dentro de la máscara o el casco permanezca a una presión ligeramente superior a la ambiental en todo momento mientras esté en el agua, ya que esto evitará que se filtre cualquier contaminación al espacio del gas durante la inhalación si la cara o el cuello sellan. , o el sistema de válvulas de escape, no sella perfectamente. En agua limpia, una fuga de este tipo es un problema menor, pero las fugas de agua contaminada pueden ser un peligro para la salud e incluso poner en peligro la vida. Se logra fácilmente una presión positiva dentro de un casco de flujo libre aumentando ligeramente la presión de apertura de la válvula de escape, siempre que sea ajustable, pero para un sistema de demanda, la presión de apertura de la válvula de demanda también debe ajustarse, de modo que suministre gas. antes de que la presión interna caiga por debajo de la presión ambiental externa. Esto no es difícil, ya que todo lo que se requiere es un ligero ajuste de la presión del resorte de la válvula de segunda etapa. El problema es que cuando el buzo no tiene la máscara o el casco y el suministro de gas está presurizado, la válvula de demanda tendrá fugas continuas y se puede perder una gran cantidad de gas. La máscara Interspiro Divator Mk II tiene un regulador de segunda etapa que tiene un bloqueo manual en la válvula de demanda para evitar el flujo libre cuando la máscara no está en uso, que se desbloquea cuando se respira y se debe restablecer cuando se toma la máscara. apagado. [57] [58]
Se pueden instalar mangueras en los puertos de baja presión de la primera etapa del regulador para proporcionar gas para inflar compensadores de flotabilidad y/o trajes secos. Estas mangueras suelen tener un extremo de conector rápido con una válvula de sellado automático que bloquea el flujo si la manguera se desconecta del compensador de flotabilidad o del traje. [2] : 50 Hay dos estilos básicos de conector, que no son compatibles entre sí. El accesorio CEJN 221 de alto caudal tiene un orificio más grande y permite un flujo de gas a un ritmo lo suficientemente rápido como para usarlo como conector a una válvula de demanda. Esto a veces se ve en una combinación de mecanismo inflador/desinflador de BC con DV secundario integrado (pulpo), como en la unidad AIR II de Scubapro. El conector Seatec de bajo caudal es más común y es el estándar de la industria para los conectores de inflador de chalecos antibalas, y también es popular en trajes secos, ya que el caudal limitado reduce el riesgo de explosión si la válvula se atasca al abrirse. Algunos fabricantes utilizan el conector de alto caudal en trajes secos. [59]
Hay varios accesorios menores disponibles para adaptarse a estos conectores de manguera. Estos incluyen manómetros entre etapas, que se utilizan para solucionar problemas y ajustar el regulador (no para uso bajo el agua), [60] matracas, que se utilizan para atraer la atención bajo el agua y en la superficie, [61] y válvulas para inflar neumáticos y flotadores de botes inflables. hacer que el aire de un cilindro de buceo esté disponible para otros fines. [62]
También llamadas consolas combinadas, suelen ser molduras de goma dura o plástico resistente que encierran el manómetro sumergible y tienen enchufes de montaje para otros instrumentos del buceador, como computadoras de descompresión, brújula subacuática, cronómetro y/o profundímetro y, ocasionalmente, una pequeña pizarra de plástico en qué notas se pueden escribir antes o durante la inmersión. De lo contrario, estos instrumentos se llevarían en otro lugar, como atados a la muñeca o al antebrazo o en un bolsillo, y son sólo accesorios del regulador para facilitar el transporte y el acceso, y con un mayor riesgo de daños durante la manipulación. [53]
El dispositivo de cierre automático (ACD) es un mecanismo para cerrar la abertura de entrada de la primera etapa de un regulador cuando se desconecta de un cilindro. Un émbolo accionado por resorte en la entrada se presiona mecánicamente mediante el contacto con la válvula del cilindro cuando el regulador está instalado en el cilindro, lo que abre el puerto a través del cual fluye el aire hacia el regulador. En la condición normalmente cerrada cuando no está montada, esta válvula evita el ingreso de agua y otros contaminantes al interior de la primera etapa que podrían ser causados por un manejo negligente del equipo o por accidente. El fabricante afirma que esto extiende la vida útil del regulador y reduce el riesgo de falla debido a la contaminación interna. [63] Sin embargo, es posible que un ACD instalado incorrectamente cierre el suministro de gas de un cilindro que todavía contiene gas durante una inmersión, y no se impedirá que el agua u otros contaminantes contenidos en la salida de la válvula del cilindro ingresen a la primera etapa. [64] [65]
Los buzos con suministro de superficie que operan durante largos períodos en agua fría o que utilizan mezclas de gases respirables a base de helio, suelen utilizar un traje de agua caliente para mantener la temperatura corporal. Parte del agua utilizada para calentar el traje puede pasar a través de una camisa de agua (cubierta) alrededor de parte del tubo de suministro de gas respirable del casco, normalmente el tubo metálico entre el bloque de válvulas de rescate y la entrada de la válvula de demanda. Esto calienta el gas justo antes de su suministro a través de la válvula de demanda y, como una gran parte de la pérdida de calor corporal se produce al calentar el aire inspirado a la temperatura corporal en cada respiración, lo cual es proporcional a la frecuencia respiratoria y la densidad del gas, esto puede reducir significativamente la pérdida de calor. en inmersiones profundas en agua fría. [66] [67]
Los reguladores de aire estándar se consideran adecuados para mezclas de nitrox que contienen 40% o menos de oxígeno por volumen, tanto por la NOAA, que realizó pruebas exhaustivas para verificar esto, como por la mayoría de las agencias de buceo recreativo. [3] : 25
Cuando se utiliza equipo suministrado desde la superficie, el buceador no tiene la opción de simplemente sacar el DV y cambiar a un sistema independiente, y el cambio de gas se puede realizar durante una inmersión, incluido el uso de oxígeno puro para una descompresión acelerada. Para reducir el riesgo de confusión o de contaminar el sistema, es posible que se requiera que los sistemas suministrados desde la superficie estén limpios de oxígeno para todos los servicios excepto el buceo con aire puro. [ cita necesaria ]
Los reguladores que se utilizarán con mezclas de oxígeno puro y nitrox que contengan más del 40 % de oxígeno por volumen deben usar componentes y lubricantes compatibles con el oxígeno y limpiarse para el servicio con oxígeno . [68]
El helio es un gas excepcionalmente no reactivo y los gases respirables que contienen helio no requieren limpieza ni lubricantes especiales. Sin embargo, como el helio se utiliza generalmente para inmersiones profundas, normalmente se utilizará con reguladores de alto rendimiento, con un bajo trabajo respiratorio a altas presiones ambientales cuando el gas es relativamente denso.
Un brevet similar fue depositado en 1838 por William Newton en Angleterre. Il ya tout lieu de penser que Guillaumet, devant les longs délais de dépôt des brevets en France, a demandé à Newton de faire enregistrer son brevet en Angleterre où la procédure est plus rapide, tout en s'assurant les droits exclusifs d'exploitation sur El brevet depositado por Newton.
William Newton presentó una patente similar en 1838 en Inglaterra. Hay muchas razones para pensar que, debido a los largos retrasos en la presentación de patentes en Francia, Guillaumet pidió a Newton que registrara su patente en Inglaterra, donde el procedimiento era más rápido y al mismo tiempo garantizaba los derechos exclusivos para explotar la patente presentada por Newton. Nota: La ilustración del aparato en la solicitud de patente de Newton es idéntica a la de la solicitud de patente de Guillaumet; además, al parecer el Sr. Newton era un empleado de la Oficina Británica de Patentes, que solicitaba patentes en nombre de solicitantes extranjeros. También del sitio web "le scaphandre autonome": Reconstruit au XXe siècle par les Américains, ce détendeur fonctionne parfaitement, mais, si sa réalisation fut sans doute Effective au XIXe, les essais programmés par la Marine Nationale ne furent jamais réalisés et l'appareil jamais comercializado. (Reconstruido en el siglo XX por los estadounidenses, este regulador funcionó perfectamente; sin embargo, aunque fue indudablemente eficaz en el siglo XIX, los programas de prueba de la Armada francesa nunca se llevaron a cabo y el aparato nunca se vendió).
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