 Cilindros de buceo para llenar en una estación de compresor de aire de buceo | |
| Otros nombres | Tanque de buceo |
|---|---|
| Usos | Suministro de gas respirable para buzos de superficie o de buceo |
Un cilindro de buceo , tanque de buceo o tanque de buceo es un cilindro de gas que se utiliza para almacenar y transportar el gas respirable a alta presión que requiere un equipo de buceo . También se puede utilizar para el buceo desde la superficie o como gas de descompresión o un suministro de gas de emergencia para el buceo o el submarinismo desde la superficie. Los cilindros proporcionan gas al buceador a través de la válvula de demanda de un regulador de buceo o el circuito de respiración de un rebreather de buceo .
Los cilindros de buceo generalmente se fabrican con aluminio o aleaciones de acero, y normalmente están equipados con uno de los dos tipos comunes de válvulas de cilindro para el llenado y la conexión al regulador. Se pueden proporcionar otros accesorios como colectores, bandas de cilindro, redes protectoras y botas y asas de transporte. Se pueden usar varias configuraciones de arnés para transportar el cilindro o cilindros mientras se bucea, dependiendo de la aplicación. Los cilindros que se utilizan para el buceo suelen tener un volumen interno (conocido como capacidad de agua) de entre 3 y 18 litros (0,11 y 0,64 pies cúbicos) y una clasificación de presión de trabajo máxima de 184 a 300 bares (2670 a 4350 psi ). Los cilindros también están disponibles en tamaños más pequeños, como 0,5, 1,5 y 2 litros, sin embargo, a menudo se utilizan para fines como el inflado deboyas de señalización de superficie , trajes secos y compensadores de flotabilidad en lugar de respirar. Los buceadores pueden bucear con un solo cilindro, un par de cilindros similares o un cilindro principal y un cilindro "pony" más pequeño, que se lleva en la espalda del buzo o se sujeta al arnés a los lados. Los cilindros emparejados se pueden combinar juntos o independientes. En algunos casos, se necesitan más de dos cilindros.
Cuando está presurizado, un cilindro transporta un volumen equivalente de gas libre mayor que su capacidad de agua, porque el gas se comprime hasta varios cientos de veces la presión atmosférica. La selección de un conjunto apropiado de cilindros de buceo para una operación de buceo se basa en la cantidad de gas requerida.para completar la inmersión de forma segura. Los cilindros de buceo generalmente se llenan de aire, pero debido a que los componentes principales del aire pueden causar problemas cuando se respiran bajo el agua a una presión ambiental más alta, los buceadores pueden optar por respirar desde cilindros llenos de mezclas de gases distintos del aire. Muchas jurisdicciones tienen regulaciones que rigen el llenado, registro de contenido y etiquetado de cilindros de buceo. La inspección y prueba periódicas de los cilindros es a menudo obligatoria para garantizar la seguridad de los operadores de las estaciones de servicio. Los cilindros de buceo presurizados se consideran mercancías peligrosas para el transporte comercial, y también pueden aplicarse normas regionales e internacionales para colorear y etiquetar.
Terminología [ editar ]
El término "cilindro de buceo" tiende a ser utilizado por ingenieros de equipos de gas, fabricantes, profesionales de soporte y buceadores que hablan inglés británico . El "tanque de buceo" o "tanque de buceo" se usa con más frecuencia de manera coloquial por personas no profesionales y hablantes nativos de inglés americano . El término " tanque de oxígeno " es comúnmente utilizado por los no buceadores; sin embargo, este es un nombre inapropiado ya que estos cilindros normalmente contienen aire respirable (atmosférico comprimido) o una mezcla de aire enriquecido con oxígeno . Rara vez contienen oxígeno puro, excepto cuando se usan para buceo con rebreather , paradas de descompresión poco profundas en buceo técnico o para terapia de recompresión de oxígeno en el agua.. Respirar oxígeno puro a profundidades superiores a los 6 metros (20 pies) puede provocar toxicidad por oxígeno . [1]
Los cilindros de buceo también se conocen como botellas o frascos, generalmente precedidos por la palabra scuba, diving, air, [2] o bailout. Los cilindros también se pueden llamar aqualungs, una marca genérica derivada del equipo Aqua-lung fabricado por la empresa Aqua Lung / La Spirotechnique , [3] aunque eso se aplica más correctamente a un equipo de buceo de circuito abierto o regulador de buceo de circuito abierto.
Los cilindros de buceo también pueden especificarse por su aplicación, como en los cilindros de rescate, cilindros de etapa, cilindros de descompresión, cilindros de montaje lateral, cilindros de pony, cilindros de inflado de trajes, etc.
Partes [ editar ]
El cilindro de buceo funcional consta de un recipiente a presión y una válvula de cilindro. Por lo general, hay uno o más accesorios opcionales según la aplicación específica.
El recipiente a presión [ editar ]
El recipiente a presión es un cilindro sin costura normalmente hecho de aluminio extruido en frío o acero forjado . [4] Los cilindros compuestos de filamento enrollado se utilizan en aparatos de respiración contra incendios y equipos de primeros auxilios de oxígeno debido a su bajo peso, pero rara vez se utilizan para el buceo debido a su alta flotabilidad positiva . Ocasionalmente se utilizan cuando la portabilidad para acceder al sitio de buceo es fundamental, como en el buceo en cuevas . [5] [6]Los cilindros compuestos certificados según ISO-11119-2 o ISO-11119-3 solo se pueden usar para aplicaciones subacuáticas si se fabrican de acuerdo con los requisitos para uso subacuático y están marcados "UW". [7] El recipiente a presión comprende una sección cilíndrica de espesor de pared uniforme, con una base más gruesa en un extremo y un hombro abovedado con un cuello central para conectar una válvula de cilindro o un colector en el otro extremo.
Aluminio [ editar ]
Un cilindro especialmente común que se proporciona en los centros turísticos de buceo tropical es el "aluminium-S80", que es un cilindro de aluminio diseñado con un volumen interno de 0.39 pies cúbicos (11.0 l) clasificado para contener un volumen nominal de 80 pies cúbicos (2300 l) de atmósfera. presión de gas a su presión de trabajo nominal de 3000 libras por pulgada cuadrada (207 bar). [8] Los cilindros de aluminio también se utilizan a menudo cuando los buzos llevan muchos cilindros, como en el buceo técnico.en agua lo suficientemente cálida como para que el traje de buceo no proporcione mucha flotabilidad, porque la mayor flotabilidad de los cilindros de aluminio reduce la cantidad de flotabilidad adicional que el buceador necesitaría para lograr una flotabilidad neutra. A veces también se prefieren cuando se transportan como cilindros de "montaje lateral" o "cabestrillo", ya que la flotabilidad casi neutra les permite colgar cómodamente a los lados del cuerpo del buceador, sin perturbar el ajuste, y se pueden entregar a otro buceador o dejarlos caer en el escenariocon un efecto mínimo sobre la flotabilidad. La mayoría de los cilindros de aluminio tienen un fondo plano, lo que les permite estar en posición vertical sobre una superficie nivelada, pero algunos fueron fabricados con fondos abovedados. Cuando está en uso, la válvula del cilindro y el regulador agregan masa a la parte superior del cilindro, por lo que la base tiende a ser relativamente flotante y los cilindros de caída de aluminio tienden a descansar en la parte inferior en una posición invertida si tienen una flotabilidad casi neutra. Por la misma razón, tienden a colgar en ángulo cuando se transportan como cilindros de eslinga a menos que estén restringidos.
Las aleaciones de aluminio utilizadas para los cilindros de buceo son 6061 y 6351. La aleación 6351 está sujeta a agrietamiento por carga sostenida y los cilindros fabricados con esta aleación deben someterse a pruebas periódicas de corrientes parásitas de acuerdo con la legislación nacional y las recomendaciones del fabricante. [9] [10]La aleación 6351 ha sido reemplazada por una nueva fabricación, pero muchos cilindros viejos todavía están en servicio, y aún son legales y se consideran seguros si pasan las pruebas periódicas hidrostáticas, visuales y de corrientes parásitas requeridas por la regulación y según lo especificado por el fabricante. El número de cilindros que han fallado catastróficamente es del orden de 50 de los 50 millones fabricados. Un número mayor ha fallado la prueba de corrientes parásitas y la inspección visual de las roscas del cuello, o han tenido fugas y se han retirado del servicio sin dañar a nadie. [11]
Los cilindros de aluminio generalmente se fabrican mediante extrusión en frío de palanquillas de aluminio en un proceso que primero presiona las paredes y la base, luego recorta el borde superior de las paredes del cilindro, seguido de la prensa formando el hombro y el cuello. El proceso estructural final consiste en mecanizar la superficie exterior del cuello, perforar y cortar las roscas del cuello y la ranura de la junta tórica . Luego, el cilindro se trata térmicamente, se prueba y se sella con las marcas permanentes requeridas. [12]Los cilindros de buceo de aluminio suelen tener bases planas, lo que les permite mantenerse en posición vertical sobre superficies horizontales, y que son relativamente gruesas para permitir un tratamiento rudo y un desgaste considerable. Esto los hace más pesados de lo que necesitan para ser resistentes, pero el peso adicional en la base también ayuda a mantener bajo el centro de gravedad, lo que brinda un mejor equilibrio en el agua y reduce el exceso de flotabilidad.
Sección de troquel con tocho insertado
Proceso de extrusión en frío
Producto de extrusión antes de recortar
Sección después del cierre del extremo superior
Sección que muestra las áreas mecanizadas del cuello en detalle
Examen HIDROSTATICO
Cilindros de acero [ editar ]
En el buceo en aguas frías, donde una persona que lleva un traje de buceo con aislamiento térmico muy flotante tiene un gran exceso de flotabilidad, a menudo se utilizan cilindros de acero porque son más densos que los cilindros de aluminio. También suelen tener una masa menor que los cilindros de aluminio con la misma capacidad de gas, debido a la resistencia del material considerablemente mayor , por lo que el uso de cilindros de acero puede resultar en un cilindro más liviano y menos lastre requerido para la misma capacidad de gas, un ahorro de dos vías. sobre el peso seco total que lleva el buceador. [13] [14] Los cilindros de acero son más susceptibles que el aluminio a la corrosión externa, particularmente en el agua de mar, y pueden estar galvanizados.o recubierto con pinturas de barrera contra la corrosión para resistir el daño por corrosión. No es difícil monitorear la corrosión externa y reparar la pintura cuando está dañada, y los cilindros de acero que están bien mantenidos tienen una larga vida útil, a menudo más que los cilindros de aluminio, ya que no son susceptibles a daños por fatiga cuando se llenan dentro de su presión de trabajo segura. límites.
Los cilindros de acero se fabrican con fondos abovedados (convexos) y cóncavos (cóncavos). El perfil abombado les permite colocarse en posición vertical sobre una superficie horizontal, y es la forma estándar para cilindros industriales. Los cilindros que se utilizan para el suministro de gas de emergencia en las campanas de buceo suelen tener esta forma y, por lo general, tienen una capacidad de agua de unos 50 litros ("J"). Los fondos abovedados dan un volumen mayor para la misma masa de cilindro y son el estándar para cilindros de buceo con una capacidad de agua de hasta 18 litros, aunque algunos cilindros de fondo cóncavo se han comercializado para buceo. [15] [16]
Las aleaciones de acero utilizadas para la fabricación de cilindros de buceo están autorizadas por la norma de fabricación. Por ejemplo, la norma estadounidense DOT 3AA requiere el uso de hogar abierto, oxígeno básico o acero eléctrico de calidad uniforme. Las aleaciones aprobadas incluyen 4130X, NE-8630, 9115, 9125, carbono-boro y manganeso intermedio, con componentes específicos, incluidos manganeso y carbono, y molibdeno, cromo, boro, níquel o circonio. [17]
Los cilindros de acero se pueden fabricar a partir de discos de placa de acero, que se estiran en frío en forma de copa cilíndrica, en dos o tres etapas, y generalmente tienen una base abovedada si están destinados al mercado del buceo, por lo que no pueden sostenerse por sí mismos. Después de formar la base y las paredes laterales, la parte superior del cilindro se recorta a lo largo, se calienta y se hila en caliente para formar el hombro y cerrar el cuello. Este proceso espesa el material del hombro. El cilindro está tratado térmicamentetemplando y revenido para proporcionar la mejor resistencia y tenacidad. Los cilindros se mecanizan para proporcionar la rosca del cuello y el asiento de la junta tórica (si corresponde), luego se limpian químicamente o se granallan por dentro y por fuera para eliminar las incrustaciones de laminación. Después de la inspección y la prueba hidrostática, se sellan con las marcas permanentes requeridas, seguidas de un revestimiento externo con una pintura de barrera contra la corrosión o galvanizado en caliente. [18]
Cuello de cilindro [ editar ]
El cuello del cilindro es la parte del extremo que tiene la forma de un cilindro concéntrico estrecho y está roscado internamente para adaptarse a una válvula de cilindro. Existen varios estándares para los hilos del cuello, estos incluyen:
- Rosca cónica (17E), [19] con una rosca cónica del 12% a la derecha, forma estándar Whitworth de 55 ° con un paso de 14 hilos por pulgada (5,5 hilos por cm) y un diámetro de paso en la rosca superior del cilindro de 18.036 milímetros (0,71 pulg.). Estas conexiones se sellan con cinta roscada y se aprietan entre 120 y 150 newton metros (89 y 111 lbf⋅ft) en cilindros de acero, y entre 75 y 140 N⋅m (55 y 103 lbf⋅ft) en cilindros de aluminio. [20]
Los hilos paralelos se fabrican según varios estándares:
- Rosca paralela ISO M25x2 , sellada por una junta tórica y apretada a 100 a 130 N⋅m (74 a 96 lbf⋅ft) en acero, y 95 a 130 N⋅m (70 a 96 lbf⋅ft) en aluminio cilindros [20]
- Rosca paralela M18x1.5, que está sellada por una junta tórica y se aprieta a 100 a 130 N⋅m (74 a 96 lbf⋅ft) en cilindros de acero, y 85 a 100 N⋅m (63 a 74 lbf⋅ft) ) en cilindros de aluminio; [20]
- Rosca paralela BSP de 3/4 "x14 , [21] que tiene una forma de rosca Whitworth de 55 °, un diámetro de paso de 25,279 milímetros (0,9952 pulgadas) y un paso de 14 hilos por pulgada (1,814 mm);
- 3/4 "x14 NGS [22] (NPSM) rosca paralela, sellada por una junta tórica, apretada a 40 a 50 N⋅m (30 a 37 lbf⋅ft) en cilindros de aluminio, [23] que tiene un ángulo de 60 ° forma de rosca, un diámetro de paso de 0,9820 a 0,9873 pulgadas (24,94 a 25,08 mm) y un paso de 14 hilos por pulgada (5,5 hilos por cm);
- 3/4 "x16 UNF , sellado por una junta tórica, apretado a 40 a 50 N⋅m (30 a 37 lbf⋅ft) en cilindros de aluminio. [23]
- 7/8 "x14 UNF, sellado con una junta tórica. [24]
El 3/4 "NGS y el 3/4" BSP son muy similares, tienen el mismo paso y un diámetro de paso que solo difiere en aproximadamente 0,2 mm (0,008 in), pero no son compatibles, ya que las formas de rosca son diferentes.
Todas las válvulas de rosca paralela se sellan con una junta tórica en la parte superior de la rosca del cuello que sella en un chaflán o escalón en el cuello del cilindro y contra la brida de la válvula.
Marcas de sellos permanentes [ editar ]
El hombro del cilindro lleva marcas de sello que proporcionan la información requerida sobre el cilindro. [25]
Sellos de marcas en un cilindro de aluminio de 40 pies cúbicos de 3000 psi de fabricación estadounidense
Sellos de marcas en un cilindro de aluminio de 80 pies cúbicos de 3000 psi de fabricación estadounidense
Marcas de sello en un cilindro de aluminio de 232 bar y 12,2 litros de fabricación británica
Marcas de sello en un cilindro de acero de fabricación italiana de 7 litros y 300 bar
Las marcas requeridas universalmente incluyen:
- Identificación del fabricante
- Estándar de fabricación, que identificará la especificación marerial.
- Número de serie
- Fecha de manufactura
- Presión de carga
- Capacidad
- Marca de la agencia de pruebas acreditada
- Fecha de cada prueba de revalidación
Las regulaciones nacionales pueden requerir una variedad de otras marcas, o pueden ser opcionales. [25]
La válvula del cilindro [ editar ]
El propósito de la válvula del cilindro o la válvula de columna es controlar el flujo de gas hacia y desde el recipiente de presión y proporcionar una conexión con el regulador o la manguera de llenado. [4] Las válvulas de los cilindros suelen estar mecanizadas en latón y acabadas con una capa protectora y decorativa de cromado . [26] Un tubo de inmersión de metal o plástico o un snorkel con válvulaatornillado en la parte inferior de la válvula se extiende dentro del cilindro para reducir el riesgo de que los contaminantes líquidos o particulados en el cilindro entren en los conductos de gas cuando el cilindro está invertido y bloqueen o atasquen el regulador. Algunos de estos tubos de inmersión tienen una abertura simple, pero algunos tienen un filtro integral. [27] [28]
Las válvulas de cilindro se clasifican por cuatro aspectos básicos: la especificación de la rosca, la conexión al regulador, la clasificación de presión, [29] y otras características distintivas. Los estándares relacionados con las especificaciones y la fabricación de válvulas para cilindros incluyen la norma ISO 10297 y CGA V-9 para válvulas para cilindros de gas. [30] Las otras características distintivas incluyen la configuración de la salida, la orientación manual y la perilla de la válvula, [31] el número de salidas y válvulas (1 o 2), la forma del cuerpo de la válvula, [32] la presencia de una válvula de reserva, conexiones del colector y la presencia de un dispositivo de alivio de sobrepresión de disco de ruptura . [4]
Las roscas de los cilindros pueden tener dos configuraciones básicas: rosca cónica y rosca paralela. [4] La especificación de la rosca de la válvula debe coincidir exactamente con la especificación de la rosca del cuello del cilindro. Los hilos del cuello mal emparejados pueden fallar bajo presión y tener consecuencias fatales. [33] [34] [35] [36] La clasificación de presión de la válvula debe ser compatible con la clasificación de presión del cilindro.
Las roscas paralelas son más tolerantes a la extracción y reacondicionamiento repetidos de la válvula para inspección y prueba. [37] : t9
Accesorios [ editar ]
Componentes adicionales por conveniencia, protección u otras funciones, no requeridos directamente para la función como recipiente a presión.
Colectores [ editar ]
Un colector de cilindros es un tubo que conecta dos cilindros entre sí para que el contenido de ambos se pueda suministrar a uno o más reguladores. [38] [39] : 164,165 Hay tres configuraciones de colector de uso común. El tipo más antiguo es un tubo con un conector en cada extremo que se adjunta a la salida de la válvula del cilindro y una conexión de salida en el medio, al que se adjunta el regulador. Una variación de este patrón incluye una válvula de reserva en el conector de salida. Los cilindros están aislados del colector cuando están cerrados, y el colector se puede conectar o desconectar mientras los cilindros están presurizados. [39]
Más recientemente, se encuentran disponibles colectores que conectan los cilindros en el lado del cilindro de la válvula, dejando la conexión de salida de la válvula del cilindro disponible para la conexión de un regulador. Esto significa que la conexión no se puede hacer o romper mientras los cilindros están presurizados, ya que no hay válvula para aislar el colector del interior del cilindro. Este aparente inconveniente permite conectar un regulador a cada cilindro y aislarlo de la presión interna de forma independiente, lo que permite aislar un regulador que funciona mal en un cilindro y al mismo tiempo permitir que el regulador del otro cilindro acceda a todo el gas de ambos cilindros. [39]Estos colectores pueden ser simples o pueden incluir una válvula de aislamiento en el colector, lo que permite aislar el contenido de los cilindros entre sí. Esto permite que el contenido de un cilindro se aísle y asegure para el buceador si una fuga en la rosca del cuello del cilindro, la conexión del colector o el disco de ruptura en el otro cilindro hace que se pierda su contenido. [39] Un sistema de colector relativamente poco común es una conexión que se atornilla directamente en las roscas del cuello de ambos cilindros y tiene una sola válvula para liberar gas a un conector para un regulador. Estos colectores pueden incluir una válvula de reserva, ya sea en la válvula principal o en un cilindro. Este sistema es principalmente de interés histórico. [dieciséis]
Jaula de válvulas [ editar ]
También conocida como jaula del colector o jaula del regulador, esta es una estructura que se puede sujetar al cuello del cilindro o cilindros colectores para proteger las válvulas y las primeras etapas del regulador de daños por impacto y abrasión mientras están en uso [39] : 166 y de hacer rodar la válvula cerrada por la fricción del volante contra un techo. Una jaula de válvula a menudo está hecha de acero inoxidable, [39] y algunos diseños pueden engancharse en obstrucciones.
Bandas de cilindro [ editar ]
Las bandas de los cilindros son correas, generalmente de acero inoxidable, que se utilizan para sujetar dos cilindros juntos como un juego doble. Los cilindros pueden ser múltiples o independientes. Es habitual utilizar una banda cilíndrica cerca de la parte superior del cilindro, justo debajo de los hombros y otra más abajo. La distancia convencional entre ejes para atornillar a una placa trasera es de 11 pulgadas (280 mm).
Bota de cilindro [ editar ]
Una funda de cilindro es una cubierta de goma dura o plástico que se coloca sobre la base de un cilindro de buceo para proteger la pintura de la abrasión y el impacto, para proteger la superficie sobre la que se apoya el cilindro del impacto con el cilindro, y en el caso de cilindros de fondo redondo , para permitir que el cilindro se coloque en posición vertical sobre su base. [40] Algunas botas tienen planos moldeados en el plástico para reducir la tendencia del cilindro a rodar sobre una superficie plana. [41] En algunos casos, es posible que el agua quede atrapada entre el maletero y el cilindro, y si se trata de agua de mar y la pintura debajo del maletero está en malas condiciones, la superficie del cilindro puede corroerse en esas áreas. [40] [42]Por lo general, esto se puede evitar enjuagando con agua dulce después de su uso y guardándolo en un lugar seco. La resistencia hidrodinámica adicional causada por una bota de cilindro es trivial en comparación con la resistencia general del buceador, pero algunos estilos de botas pueden presentar un riesgo ligeramente mayor de engancharse con el medio ambiente.
Red de cilindros [ editar ]
Una red cilíndrica es una red tubular que se estira sobre un cilindro y se ata en la parte superior e inferior. La función es proteger la pintura de arañazos y, en los cilindros con maletero, también ayuda a drenar la superficie entre el maletero y el cilindro, lo que reduce los problemas de corrosión debajo del maletero. El tamaño de la malla suele ser de unos 6 milímetros (0,24 pulgadas). Algunos buzos no usarán botas o redes, ya que pueden engancharse más fácilmente que un cilindro desnudo y constituyen un peligro de atrapamiento en algunos entornos, como las cuevas y el interior de los naufragios. Ocasionalmente, se pueden usar fundas hechas de otros materiales para proteger el cilindro. [41]
Mango de cilindro [ editar ]
Se puede colocar una manija de cilindro, generalmente sujeta al cuello, para transportar convenientemente el cilindro. Esto también puede aumentar el riesgo de engancharse en un entorno cerrado.
Tapones y tapones antipolvo [ editar ]
Se utilizan para cubrir el orificio de la válvula del cilindro cuando el cilindro no está en uso para evitar que el polvo, el agua u otros materiales contaminen el orificio. También pueden ayudar a evitar que se caiga la junta tórica de una válvula tipo yugo. El tapón se puede ventilar para que la fuga de gas del cilindro no presurice el tapón, lo que dificulta su extracción. [43]
Clasificación de presión [ editar ]
El espesor de las paredes del cilindro está directamente relacionado con la presión de trabajo y esto afecta las características de flotabilidad del cilindro. Un cilindro de baja presión será más flotante que un cilindro de alta presión con tamaño y proporciones de longitud a diámetro similares y en la misma aleación.
Presión de trabajo [ editar ]
Los cilindros de buceo son técnicamente todos contenedores de gas de alta presión, pero dentro de la industria en los Estados Unidos hay tres clasificaciones de presión de trabajo nominal (WP) de uso común; [44]
- baja presión (2400 a 2640 psi - 165 a 182 bar),
- estándar (3000 psi - 207 bar), y
- alta presión (3300 a 3500 psi - 227 a 241 bar).
Los cilindros de aluminio fabricados en EE. UU. Suelen tener una presión de trabajo estándar de 3000 libras por pulgada cuadrada (210 bar), y la gama de aluminio compacto tiene una presión de trabajo de 3300 libras por pulgada cuadrada (230 bar). Algunos cilindros de acero fabricados según las normas de EE. UU. Pueden superar la presión de trabajo nominal en un 10%, y esto se indica con un símbolo '+'. Esta tolerancia de presión adicional depende de que el cilindro pase la prueba hidrostática periódica estándar superior adecuada. [27]
Las partes del mundo que usan el sistema métrico generalmente se refieren a la presión del cilindro directamente en bares, pero generalmente usarían "alta presión" para referirse a un cilindro de presión de trabajo de 300 bares (4400 psi), que no se puede usar con un conector de yugo en El regulador. 232 bar es una presión de trabajo muy popular para cilindros de buceo tanto en acero como en aluminio.
Presión de prueba [ editar ]
La presión de prueba hidrostática (TP) está especificada por el estándar de fabricación. Suele ser 1,5 veces la presión de trabajo o, en los Estados Unidos, 1,67 veces la presión de trabajo.
Presión desarrollada [ editar ]
La presión de trabajo del cilindro se especifica a una temperatura de referencia, generalmente 15 ° C o 20 ° C. [45] y los cilindros también tienen una temperatura máxima de trabajo segura especificada, a menudo 65 ° C. [45]La presión real en el cilindro variará con la temperatura, como se describe en las leyes de los gases, pero esto es aceptable en términos de los estándares siempre que la presión desarrollada cuando se corrija a la temperatura de referencia no exceda la presión de trabajo especificada estampada en el cilindro. Esto permite que los cilindros se llenen de manera segura y legal a una presión que sea más alta que la presión de trabajo especificada cuando la temperatura de llenado es mayor que la temperatura de referencia, pero no más de 65 ° C, siempre que la presión de llenado no exceda la presión desarrollada. para esa temperatura, y los cilindros llenos de acuerdo con esta disposición estarán a la presión de trabajo correcta cuando se enfríen a la temperatura de referencia. [45]
Monitoreo de presión [ editar ]
La presión interna de un cilindro de buceo se mide en varias etapas durante su uso. Se verifica antes del llenado, se monitorea durante el llenado y se verifica cuando se completa el llenado. Todo esto se puede hacer con el manómetro del equipo de llenado.
La presión también la controla generalmente el buceador. En primer lugar, como comprobación del contenido antes de su uso, luego durante el uso para asegurarse de que queda suficiente en todo momento para permitir una finalización segura de la inmersión y, a menudo, después de una inmersión con el fin de mantener registros y calcular la tasa de consumo personal.
La presión también se controla durante la prueba hidrostática para garantizar que la prueba se realice a la presión correcta.
La mayoría de los cilindros de buceo no tienen un manómetro dedicado, pero esta es una característica estándar en la mayoría de los reguladores de buceo y un requisito en todas las instalaciones de llenado.
Hay dos estándares generalizados para la medición de la presión del gas de buceo. En los Estados Unidos y quizás [ cita requerida ] en algunos otros lugares, la presión se mide en libras por pulgada cuadrada (psi), y el resto del mundo usa bar . A veces, los medidores pueden calibrarse en otras unidades métricas, como kilopascal (kPa) o megapascal (MPa), o en atmósferas (atm o ATA), en particular medidores que no se utilizan realmente bajo el agua.
Capacidad [ editar ]
Hay dos convenciones de uso común para describir la capacidad de un cilindro de buceo. Uno se basa en el volumen interno del cilindro. El otro se basa en el volumen nominal de gas almacenado.
Volumen interno [ editar ]
El volumen interno se cotiza comúnmente en la mayoría de los países utilizando el sistema métrico. Esta información es requerida por ISO 13769 para ser estampada en el hombro del cilindro. Se puede medir fácilmente llenando el cilindro con agua dulce. Esto ha dado lugar al término "capacidad de agua", abreviado como WC, que a menudo se marca con un sello en el hombro del cilindro. Casi siempre se expresa como volumen en litros, pero a veces como masa de agua en kg. El agua dulce tiene una densidad cercana a un kilogramo por litro, por lo que los valores numéricos son efectivamente idénticos con una precisión de un decimal. [25]
Tamaños estándar por volumen interno [ editar ]
Estos son ejemplos representativos, para una gama más amplia, se pueden consultar los catálogos en línea de fabricantes como Faber, Pressed Steel, Luxfer y Catalina. Las aplicaciones son típicas, pero no exclusivas.
- 22 litros: Disponible en acero, 200 y 232 bar, [46]
- 20 litros: Disponible en acero, 200 y 232bar, [46]
- 18 litros: Disponible en acero, 200 y 232 bar, [46] utilizado como simple o doble para gas de retorno.
- 16 litros: Disponible en acero, 200 y 232bar, [46] utilizado como simple o doble para gas de retorno.
- 15 litros: disponible en acero, 200 y 232 bar, [46] utilizado como simple o doble para gas de retorno
- 12,2 litros: Disponible en acero 232, 300 bar [47] y aluminio 232 bar, utilizado como simple o doble para gas de retorno.
- 12 litros: Disponible en acero 200, 232, 300 bar, [47] y aluminio 232 bar, usado como simple o gemelo para gas de retorno.
- 11 litros: Disponible en aluminio, 200, 232 bar usado como simple o gemelo para gas trasero o sidemount
- 10,2 litros: disponible en aluminio, 232 bar, utilizado como simple o doble para gas de retorno
- 10 litros: Disponible en acero, 200, 232 y 300 bar, [48] utilizado como simple o doble para gas de retorno y para rescate.
- 9,4 litros: disponible en aluminio, 232 bar, utilizado para gas de retorno o como eslingas
- 8 litros: disponible en acero, 200 bar, utilizado para rebreathers semicerrados
- 7 litros: Disponible en acero, 200, 232 y 300 bar, [49] y aluminio 232 bar, gas de retorno como individuales y gemelos, y como cilindros de rescate. Un tamaño popular para SCBA
- 6 litros: Disponible en acero, 200, 232, 300 bar, [49] utilizado para gas de retorno como individuales y gemelos, y como cilindros de rescate. También es un tamaño popular para SCBA
- 5,5 litros: Disponible en acero, 200 y 232 bar, [50]
- 5 litros: disponible en acero, 200 bar, [50] utilizado para rebreathers
- 4 litros: Disponible en acero, 200 bar, [50] utilizado para rebreathers y cilindros pony
- 3 litros: Disponible en acero, 200 bar, [50] utilizado para rebreathers y cilindros pony
- 2 litros: disponible en acero, 200 bar, [50] utilizado para rebreathers, cilindros de pony e inflado de trajes
- 1,5 litros: disponible en acero, 200 y 232 bar, [50] utilizado para inflar trajes
- 0,5 litros: Disponible en acero y aluminio, 200 bar, utilizado para el inflado del compensador de flotabilidad y de la boya marcadora de superficie
Volumen nominal de gas almacenado [ editar ]
El volumen nominal de gas almacenado se cotiza comúnmente como la capacidad del cilindro en los EE. UU. Es una medida del volumen de gas que puede liberarse del cilindro lleno a presión atmosférica. [38] Los términos utilizados para la capacidad incluyen "volumen de gas libre" o "equivalente de gas libre". Depende del volumen interno y la presión de trabajo de un cilindro. Si la presión de trabajo es más alta, el cilindro almacenará más gas por el mismo volumen.
La presión de trabajo nominal no es necesariamente la misma que la presión de trabajo real utilizada. Algunos cilindros de acero fabricados según las normas de EE. UU. Pueden exceder la presión de trabajo nominal en un 10% y esto se indica con un símbolo '+'. Este margen de presión adicional depende de que el cilindro pase la prueba hidrostática periódica correspondiente y no es necesariamente válido para cilindros estadounidenses exportados a países con normas diferentes. El contenido nominal de gas de estos cilindros se basa en la presión un 10% más alta. [27]
Por ejemplo, el cilindro de Aluminio 80 (Al80) común es un cilindro de aluminio que tiene una capacidad nominal de 'gas libre' de 80 pies cúbicos (2300 L) cuando se presuriza a 3000 libras por pulgada cuadrada (210 bar). Tiene un volumen interno de aproximadamente 11 litros (0,39 pies cúbicos).
Tamaños estándar por volumen de gas almacenado [ editar ]
- El aluminio C100 es un cilindro grande (13 l) de alta presión (3300 libras por pulgada cuadrada (228 bar)). Pesado a 42,0 libras (19,1 kg). [51]
- El aluminio S80 es probablemente el cilindro más común, utilizado por los centros turísticos en muchas partes del mundo para gas de retorno, pero también es popular como cilindro de eslinga para gas de descompresión y como cilindro de montaje lateral en agua dulce, ya que tiene una flotabilidad casi neutra. Estos cilindros tienen un volumen interno de aproximadamente 11 litros (0,39 pies cúbicos) y una presión de trabajo de 3000 libras por pulgada cuadrada (207 bar). [51] También se utilizan a veces como gemelos colectores para montaje trasero, pero en esta aplicación el buzo necesita más pesos de lastre que con la mayoría de los cilindros de acero de capacidad equivalente.
- El aluminio C80 es el equivalente de alta presión, con una capacidad de agua de 10,3 ly una presión de trabajo de 3300 libras por pulgada cuadrada (228 bar). [51]
- El aluminio S40 es un cilindro popular para el rescate y el gas de descompresión de montaje lateral y eslinga para profundidades moderadas, ya que tiene un diámetro pequeño y una flotabilidad casi neutra, lo que lo hace relativamente discreto para este estilo de montaje. El volumen interno es de aproximadamente 5,8 litros (0,20 pies cúbicos) y la presión de trabajo es de 3000 libras por pulgada cuadrada (207 bar). [51]
- El aluminio S63 (9,0 l) 3000 libras por pulgada cuadrada (207 bar), [51] y el acero HP65 (8,2 l) son más pequeños y ligeros que el Al80, pero tienen una capacidad menor y son adecuados para buceadores más pequeños o inmersiones más cortas.
- El acero LP80 2.640 libras por pulgada cuadrada (182 bar) y HP80 (10.1 l) a 3442 libras por pulgada cuadrada (237 bar) son más compactos y livianos que el Aluminio S80 y ambos tienen una flotabilidad negativa, lo que reduce la cantidad de peso de lastre requerido por el buceador. [44]
- Los cilindros de acero HP119 (14,8 l), HP120 (15,3 l) y HP130 (16,0 l) proporcionan mayores cantidades de gas para nitrox o buceo técnico. [52]
Dimensiones físicas [ editar ]
Aquí se describen los cilindros hechos de acero sin costura y aleaciones de aluminio. Las limitaciones de los cilindros compuestos de bobinado de filamentos serán diferentes:
Hay una pequeña cantidad de diámetros exteriores estandarizados, ya que es rentable para la fabricación, porque la mayoría de las mismas herramientas se pueden compartir entre cilindros del mismo diámetro y espesor de pared. Un número limitado de diámetros estándar también es conveniente para compartir accesorios como colectores, botas y bandas de tanque. El volumen dentro de una serie con un diámetro exterior dado se controla mediante el grosor de la pared, que es consistente para el material, la clase de presión y el estándar de diseño, y la longitud, que es la variable básica para controlar el volumen dentro de una serie. La masa está determinada por estos factores y la densidad del material.
El grosor de la pared varía según la ubicación, el material y las consideraciones prácticas. Los lados de la sección cilíndrica son suficientes para soportar las tensiones de una gran cantidad de ciclos para probar la presión, con una tolerancia para una pequeña cantidad de pérdida de material debido a la corrosión general y daños locales menores debido a la abrasión y al desgaste normal por uso. , y una profundidad limitada del daño local debido a la corrosión de los pozos y las líneas y al daño físico. La cantidad de daño y pérdida de material permitida es compatible con los criterios de rechazo de la inspección visual. Los cilindros de acero están diseñados para que las tensiones de prueba estén por debajo del límite de fatiga de la aleación. El espesor de la pared es aproximadamente proporcional al diámetro para una determinada presión de prueba y resistencia del material; si el diámetro es el doble, el espesor básico de la pared también se duplicará.La sección cilíndrica tiene el espesor de pared más bajo y es consistente dentro de las tolerancias de fabricación para toda la sección cilíndrica.
El grosor del extremo permite considerablemente más desgaste y corrosión en la parte inferior del cilindro, y el hombro se hace más grueso para permitir las variabilidades inherentes al proceso de fabricación para cerrar el extremo y cualquier aumento de tensión debido al proceso de permanente. marca de sello. En gran medida, la distribución del espesor del fondo de un cilindro de acero y el espesor del hombro de todos los cilindros de metal están influenciados por el proceso de fabricación y pueden ser más gruesos de lo estrictamente necesario para la resistencia y la tolerancia a la corrosión.
Características de flotabilidad [ editar ]
La densidad de un cilindro se concentra en los extremos, que son de paredes relativamente gruesas y tienen un volumen cerrado menor por unidad de masa. Los detalles varían según la especificación, pero esta tendencia es común tanto en los cilindros de acero como en los de aluminio, y es más extrema en los extremos planos o cóncavos. Como consecuencia, los cilindros largos y estrechos son menos densos que los cilindros cortos y anchos para el mismo material y la misma configuración de extremo, mientras que para el mismo volumen interno, un cilindro corto y ancho es más pesado que un cilindro largo y estrecho.
La flotabilidad de un cilindro de buceo solo tiene relevancia práctica en combinación con la válvula del cilindro adjunto, el regulador de buceo y los accesorios del regulador, ya que no se utilizará bajo el agua sin ellos. Estos accesorios están unidos a la parte superior del cilindro y ambos disminuyen la flotabilidad de la unidad combinada y mueven el centro de gravedad hacia la parte superior (extremo con válvula).
Los juegos de cilindros montados en la espalda generalmente no se quitan durante una inmersión, y las características de flotabilidad se pueden permitir al comienzo de la inmersión, asegurándose de que el buzo tenga suficiente flotabilidad de reserva para flotar con los cilindros llenos y suficiente lastre para permanecer sumergido cuando los cilindros están todos vacíos. El compensador de flotabilidad debe ser suficiente para proporcionar cierta flotabilidad positiva en todas las profundidades con cilindros llenos. Los ajustes al lastre pueden compensar otras variables de flotabilidad. La imposibilidad de permanecer cómodamente sumergido en la parada de descompresión más superficial puede provocar una descompresión incompleta y un mayor riesgo de enfermedad por descompresión.
El cambio en la flotabilidad de un cilindro de buceo durante la inmersión puede ser más problemático con los cilindros montados lateralmente, y la flotabilidad real en cualquier punto durante la inmersión es una consideración con cualquier cilindro que pueda separarse del buzo por cualquier motivo. Los cilindros que se dejarán caer en el escenario o se entregarán a otro buceador no deben cambiar la flotabilidad del buzo más allá de lo que se pueda compensar con su compensador de flotabilidad. Los cilindros con flotabilidad aproximadamente neutra cuando están llenos generalmente requieren la menor compensación cuando se separan, ya que es probable que se desconecten para la puesta en escena o que se entreguen cuando estén relativamente llenos. Es menos probable que esto sea un problema para un buceador solo.de rescate, ya que habrá menos ocasiones de retirarlo durante una inmersión. Se espera que los juegos de montaje lateral para penetraciones estrechas se balanceen hacia adelante o se suelten para pasar a través de estrechas constricciones, y no deberían afectar gravemente el asiento o la flotabilidad durante estas maniobras.
Un importante fabricante de cilindros de acero, Faber, afirma que sus cilindros de acero son neutrales o ligeramente negativos cuando están vacíos, pero no especifica a qué presión nominal se refiere. [53]
| Especificación del cilindro | Capacidad de aire | Peso en el aire | Flotabilidad en el agua | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Material | Volumen (litro) | Presión (bar) | Volumen (litro) | Peso (kilogramo) | Vacío (kg) | Lleno (kg) | Vacío (kg) | Lleno (kg) |
| Acero | 12 | 200 | 2400 | 3,0 | 16,0 | 19,0 | -1,2 | -4,2 |
| 15 | 200 | 3000 | 3.8 | 20,0 | 23,8 | -1,4 | -5,2 | |
| 16 (XS 130) | 230 | 3680 | 4.4 | 19,5 | 23,9 | -0,9 | -5,3 | |
| 2x7 | 200 | 2800 | 3.4 | 19,5 | 23,0 | -2,2 | -5,6 | |
| 8 | 300 | 2400 | 2.9 | 13,0 | 16,0 | -3,6 | -6,5 | |
| 10 | 300 | 3000 | 3.6 | 17.0 | 20,8 | -4,2 | -7,8 | |
| 2x4 | 300 | 2400 | 2.9 | 15.0 | 18,0 | -4,1 | -7,0 | |
| 2x6 | 300 | 3600 | 4.4 | 21,0 | 25,6 | -5,2 | -9,6 | |
| Aluminio | 9 (AL 63) | 207 | 1863 | 2.3 | 12,2 | 13,5 | +1,8 | -0,5 |
| 11 (AL 80) | 207 | 2277 | 2.8 | 14,4 | 17.2 | +1,7 | -1,1 | |
| 13 (AL100) | 207 | 2584 | 3.2 | 17.1 | 20,3 | +1,4 | -1,8 | |
| Supone 1 litro de aire a presión atmosférica y 15 ° C pesa 1.225 g. [54] Los pesos de los cilindros, válvulas y colectores variarán según el modelo, por lo que los valores reales variarán en consecuencia. | ||||||||
Aplicaciones y configuraciones [ editar ]
Los buzos pueden llevar un cilindro o varios, según los requisitos de la inmersión. Cuando el buceo se lleva a cabo en áreas de bajo riesgo, donde el buceador puede realizar un ascenso libre de manera segura, o donde hay un compañero disponible para proporcionar un suministro de aire alternativo en una emergencia, los buzos recreativos generalmente llevan solo un cilindro. Cuando los riesgos del buceo son mayores, por ejemplo, cuando la visibilidad es baja o cuando los buceadores recreativos practican buceo más profundo o de descompresión , y particularmente cuando se bucea por debajo de la cabeza, los buzos llevan habitualmente más de una fuente de gas.
Los cilindros de buceo pueden tener diferentes propósitos. Se pueden usar uno o dos cilindros como fuente de respiración primaria, de la cual se debe respirar durante la mayor parte de la inmersión. Un cilindro más pequeño que se lleva además de un cilindro más grande se llama " botella de pony ". Un cilindro que se utiliza únicamente como reserva de seguridad independiente se denomina " botella de rescate " o suministro de gas de emergencia (EGS). [55] Una botella de poni se usa comúnmente como botella de rescate, pero esto dependería del tiempo requerido para salir a la superficie.
Los buzos que practican buceo técnico a menudo transportan diferentes gases, cada uno en un cilindro separado, para cada fase de la inmersión: [56]
- El "gas de viaje" se utiliza durante el descenso y el ascenso. Normalmente es aire o nitrox con un contenido de oxígeno entre el 21% y el 40%. El gas de viaje es necesario cuando el gas del fondo es hipóxico y, por lo tanto, no es seguro respirar en aguas poco profundas.
- el "gas de fondo" sólo se respira en profundidad. Por lo general, es un gas a base de helio que es bajo en oxígeno (por debajo del 21%) o hipóxico (por debajo del 17%).
- El "gas de descompresión " se utiliza en las paradas de descompresión y generalmente es una o más mezclas de nitrox con un alto contenido de oxígeno, u oxígeno puro, para acelerar la descompresión.
- una "etapa" es un cilindro que contiene gas de reserva, recorrido o descompresión. Por lo general, se llevan "colgados de lado", sujetados a ambos lados del buceador al arnés de la placa trasera y al compensador de flotabilidad o ala , en lugar de en la espalda, y se pueden dejar en la línea de distancia para recogerlos y usarlos al regresar. (escenario bajado). Por lo general, los buzos usan cilindros de aluminio, particularmente en agua dulce, porque tienen una flotabilidad casi neutra en el agua y se pueden quitar bajo el agua con menos efecto en la flotabilidad general del buceador.
- El "gas de inflado del traje" puede tomarse de un cilindro de gas respirable o puede suministrarse desde un cilindro pequeño independiente.
Por seguridad, los buzos a veces llevan un cilindro de buceo independiente adicional con su propio regulador para mitigar las emergencias por falta de aire en caso de que falle el suministro primario de gas respirable. Para la mayor parte del buceo recreativo común en el que un ascenso controlado de natación de emergencia es aceptablemente seguro, este equipo adicional no es necesario ni utilizado. Este cilindro adicional se conoce como cilindro de rescate y puede transportarse de varias maneras, y puede ser de cualquier tamaño que pueda contener suficiente gas para que el buzo regrese a la superficie de manera segura. [57]
Buceo en circuito abierto [ editar ]
Para los buceadores de circuito abierto, hay varias opciones para el sistema combinado de cilindro y regulador:
- Un solo cilindro consta de un solo cilindro grande, generalmente montado en la parte posterior, con un regulador de primera etapa y generalmente dos reguladores de segunda etapa. Esta configuración es simple y económica pero tiene un solo suministro de gas respirable: no tiene redundancia en caso de falla. Si el cilindro o el regulador de primera etapa falla, el buceador se queda sin aire y enfrenta una emergencia potencialmente mortal. Las agencias de formación de buzos recreativos capacitan a los buzos para que dependan de un compañero que los ayude en esta situación. La habilidad de compartir gas se capacita en la mayoría de los cursos de buceo para principiantes. Esta configuración de equipo, aunque es común con los buceadores principiantes y se utiliza para la mayoría de los buceos deportivos, no es recomendada por las agencias de formación para ninguna inmersión en la que se necesiten paradas de descompresión o donde haya un entorno por encima de la cabeza (buceo en naufragios , buceo en cuevas o buceo en hielo ) ya que no proporciona redundancia funcional .
- Un solo cilindro con reguladores dobles consta de un solo cilindro grande montado en la parte posterior, con dos reguladores de primera etapa, cada uno con un regulador de segunda etapa. Este sistema se utiliza para el buceo donde el agua fría aumenta el riesgo de congelación del regulador y se requiere redundancia funcional. [58] Es común en Europa continental, especialmente en Alemania. La ventaja es que la falla del regulador se puede solucionar bajo el agua para llevar la inmersión a una conclusión controlada sin la respiración de un compañero o el gas compartido. [58] Sin embargo, es difícil alcanzar las válvulas, por lo que puede depender un poco del compañero de buceo para ayudar a cerrar rápidamente la válvula del regulador de flujo libre.
- Cilindro principal más un cilindro pequeño independiente : esta configuración utiliza un cilindro principal montado en la parte posterior más grande junto con un cilindro más pequeño independiente, a menudo llamado "pony" o "cilindro de rescate". [57] El buceador tiene dos sistemas independientes, pero el 'sistema de respiración' total ahora es más pesado y más caro de comprar y mantener.
- El poni suele ser un cilindro de 2 a 5 litros. Su capacidad determina la profundidad de la inmersión y la duración de la descompresión para la que proporciona protección. Los ponis pueden fijarse al compensador de flotabilidad (BC) del buzo o al cilindro principal detrás de la espalda del buzo, o pueden sujetarse al arnés en el costado o el pecho del buzo o llevarse como un cilindro de cabestrillo. Los ponis proporcionan un suministro de gas de emergencia confiable y aceptado, pero requieren que el buzo esté capacitado para usarlos.
- Otro tipo de fuente de aire independiente pequeña es un cilindro de mano lleno con aproximadamente 85 litros (3,0 pies cúbicos) de aire libre con un regulador de buceo directamente conectado, como el Spare Air. [59] Esta fuente proporciona solo unas pocas respiraciones de gas en profundidad y es más adecuada como rescate en aguas poco profundas.
- Conjuntos de gemelos independienteso dobles independientes consta de dos cilindros independientes y dos reguladores, cada uno con un manómetro sumergible. Este sistema es más pesado, más caro de comprar y mantener y más caro de llenar que un solo juego de cilindros. El buceador debe cambiar las válvulas de demanda durante la inmersión para conservar una reserva suficiente de gas en cada cilindro. Si esto no se hace, entonces si un cilindro fallara, el buceador podría terminar teniendo una reserva inadecuada. Los juegos gemelos independientes no funcionan bien con computadoras con aire integrado, ya que generalmente solo monitorean un cilindro. La complejidad de cambiar los reguladores periódicamente para garantizar que ambos cilindros se utilicen de manera uniforme puede compensarse con la redundancia de dos suministros de gas respirable completamente separados. Los cilindros se pueden montar como un juego doble en la espalda del buceador, o alternativamente se pueden llevar en unconfiguración de montaje lateral donde la penetración de restos de naufragios o cuevas lo requiera, y donde las válvulas de los cilindros estén al alcance de la mano.
- Los juegos gemelos con colector simple , o los dobles con colector con un solo regulador, constan de dos cilindros montados en la parte posterior con sus válvulas de pilar conectadas por un colector, pero solo un regulador está conectado al colector. Esto lo hace relativamente simple y económico, pero significa que no hay una funcionalidad redundante para el sistema de respiración, solo un doble suministro de gas. Esta disposición era bastante común en los primeros días del buceo, cuando los cilindros de baja presión se distribuían para proporcionar un suministro de aire más grande que el que era posible con los cilindros individuales disponibles. Todavía se utiliza para equipos de rescate de gran capacidad para buceo comercial profundo. [60]
- Los conjuntos gemelos con colector de aislamiento o dobles con colector con dos reguladores, constan de dos cilindros montados en la parte posterior con sus válvulas de pilar conectadas por un colector, con una válvula en el colector que se puede cerrar para aislar las dos válvulas de pilar. En caso de un problema con un cilindro, el buzo puede cerrar la válvula de aislamiento para conservar el gas en el cilindro que no ha fallado. Las ventajas de esta configuración incluyen: un suministro de gas mayor que el de un solo cilindro; equilibrio automático del suministro de gas entre los dos cilindros; por lo tanto, no es necesario cambiar constantemente los reguladores bajo el agua durante la inmersión; y en la mayoría de las situaciones de falla, el buzo puede cerrar una válvula a un regulador fallado o aislar un cilindro y puede retener el acceso a todo el gas restante en ambos tanques. Las desventajas son que el colector es otro punto potencial de falla y existe el peligro de perder todo el gas de ambos cilindros si la válvula de aislamiento no se puede cerrar cuando ocurre un problema.Esta configuración de cilindros se utiliza a menudo enbuceo técnico . [56]
- Los cilindros de eslinga son una configuración de cilindros independientes que se utilizan para el buceo técnico . Son cilindros independientes con sus propios reguladores y se llevan sujetos al arnés al costado del buceador. Su propósito puede ser transportar gas de etapa, de viaje, de descompresión o de rescate , mientras que los cilindros montados en la parte trasera transportan el gas del fondo. Los cilindros de etapa transportan gas para extender el tiempo de fondo, el gas de viaje se usa para alcanzar una profundidad donde el gas de fondo se puede usar de manera segura si es hipóxico en la superficie, y el gas de descompresión es un gas destinado a usarse durante la descompresión para acelerar la eliminación de gases inertes . El gas de rescate es un suministro de emergencia destinado a salir a la superficie si se pierde el suministro principal de gas. [56]
- Los cilindros de montaje lateral son cilindros sujetos al arnés en los lados del buzo que transportan el gas del fondo cuando el buceador no lleva cilindros de montaje trasero. Se pueden usar junto con otros cilindros de etapa, desplazamiento y / o descompresión de montaje lateral cuando sea necesario. Los buceadores expertos de montaje lateral pueden llevar hasta tres cilindros en cada lado. [61] Esta configuración se desarrolló para el acceso mediante estrictas restricciones en las cuevas. El montaje lateral se usa principalmente para el buceo técnico, pero a veces también se usa para el buceo recreativo, cuando se puede llevar un solo cilindro, completo con un regulador secundario de segunda etapa (pulpo), en una configuración que a veces se denomina buceo con monos.
Rebreathers [ editar ]
Los cilindros de buceo se utilizan en el buceo con rebreather en dos funciones:
- Como parte del propio rebreather . El rebreather debe tener al menos una fuente de gas fresco almacenada en un cilindro; muchos tienen dos y algunos tienen más cilindros. Debido al menor consumo de gas de los rebreathers, estos cilindros suelen ser más pequeños que los que se utilizan para inmersiones equivalentes en circuito abierto. Los rebreathers pueden usar cilindros internos, o también pueden ser suministrados desde cilindros "externos", que no están conectados directamente al rebreather, sino que están conectados a él mediante una manguera flexible y un acoplamiento y generalmente se llevan colgados a un lado.
- los rebreathers de oxígeno tienen un cilindro de oxígeno
- Los rebreathers de circuito semicerrado tienen un cilindro que generalmente contiene nitrox o un gas a base de helio. [62]
- Los rebreathers de circuito cerrado tienen un cilindro de oxígeno y un cilindro de "diluyente", que contiene aire, nitrox o un gas a base de helio. [62]
- Los buceadores con rebreather también suelen llevar un sistema de rescate externo si el cilindro de diluyente interno es demasiado pequeño para un uso seguro para el rescate de la inmersión planificada. [63] El sistema de rescate es una o más fuentes independientes de gas respirable para usar si el rebreather fallara:
- Circuito abierto : uno o más equipos de buceo de circuito abierto. El número de conjuntos de rescate de circuito abierto, su capacidad y los gases respirables que contienen dependen de la profundidad y las necesidades de descompresión de la inmersión. [63] Entonces, en una inmersión técnica profunda con rebreather, el buzo necesitará un gas de "fondo" de rescate y un gas de "descompresión" de rescate. En una inmersión de este tipo, suele ser la capacidad y la duración de los conjuntos de rescate lo que limita la profundidad y la duración de la inmersión, no la capacidad del rebreather.
- Circuito cerrado : Un segundo rebreather que contiene uno o más cilindros de buceo independientes para su suministro de gas. Usar otro rebreather como rescate es posible pero poco común. [63] Aunque la larga duración de los rebreathers parece convincente para el rescate, los rebreathers son relativamente voluminosos, complejos, vulnerables a los daños y requieren más tiempo para comenzar a respirar, que los fáciles de usar, instantáneamente disponibles, robustos y confiables abiertos. equipo de circuito.
Suministro de gas de emergencia para buceadores de superficie [ editar ]
Los buzos con suministro de superficie generalmente deben llevar un suministro de gas de emergencia suficiente para permitirles regresar a un lugar seguro si falla el suministro principal de gas. La configuración habitual es un solo cilindro montado en la espalda sostenido por el arnés de seguridad del buzo, con el regulador de primera etapa conectado por una manguera de baja presión a un bloque de rescate, que puede montarse en el costado del casco o en la máscara de banda o en el arnés para proporcionar una mascarilla facial ligera. [64] [65] [66] Cuando se pueda utilizar la capacidad de un solo cilindro en gemelos con colector simple o un rebreather insuficiente. Para inmersiones cerradas de rebote y saturación de campana, el equipo de rescate debe ser lo suficientemente compacto para permitir que el buceador pase a través de la escotilla inferior de la campana. Esto establece un límite en el tamaño de los cilindros que se pueden utilizar.[60] [67]
Suministro de gas de emergencia en campanas de buceo [ editar ]
Se requieren campanas de buceo para llevar a bordo un suministro de gas respirable para su uso en emergencias. [68] [69] Los cilindros están montados externamente porque no hay suficiente espacio en el interior. Están completamente sumergidos en el agua durante las operaciones de campana y pueden considerarse cilindros de buceo.
Cilindros de inflado del traje [ editar ]
El gas de inflado del traje puede transportarse en un pequeño cilindro independiente. A veces, el argón se utiliza para obtener propiedades de aislamiento superiores. Esto debe estar claramente etiquetado y también puede necesitar un código de colores para evitar el uso inadvertido como gas respirable, que podría ser fatal ya que el argón es un asfixiante .
Otros usos de cilindros de gas comprimido en operaciones de buceo [ editar ]
Divers también utilizan cilindros de gas por encima del agua para el almacenamiento de oxígeno para primeros auxilios tratamiento de trastornos de buceo y como parte de almacenamiento "bancos" para compresor de aire de buceo estaciones, la mezcla de gas , superficie suministran respirando el suministro de gas y el gas para cámaras de descompresión y sistemas de saturación . Los cilindros similares también se utilizan para muchos propósitos no relacionados con el buceo. Para estas aplicaciones, no son cilindros de buceo y es posible que no estén sujetos a los mismos requisitos reglamentarios que los cilindros utilizados bajo el agua.
Cálculos de gas [ editar ]
Es necesario conocer el tiempo aproximado que un buceador puede respirar de un cilindro dado para poder planificar un perfil de inmersión seguro. [70]
Este problema tiene dos partes: la capacidad del cilindro y el consumo por parte del buceador.
La capacidad del cilindro para almacenar gas [ editar ]
Dos características del cilindro determinan su capacidad de transporte de gas:
- volumen interno: normalmente oscila entre 3 litros y 18 litros para cilindros individuales.
- presión de gas del cilindro: cuando está lleno, normalmente oscila entre 200 y 300 bares (2900 y 4400 psi), pero el valor real debe medirse para una situación real, ya que el cilindro puede no estar lleno.
A las presiones que se aplican a la mayoría de los cilindros de buceo, la ecuación del gas ideal es suficientemente precisa en casi todos los casos, ya que las variables que se aplican al consumo de gas generalmente superan el error en la suposición del gas ideal.
Para calcular la cantidad de gas:
- Volumen de gas a presión atmosférica = (volumen del cilindro) x (presión del cilindro) / (presión atmosférica)
En aquellas partes del mundo que utilizan el sistema métrico, el cálculo es relativamente simple ya que la presión atmosférica puede aproximarse a 1 bar, por lo que un cilindro de 12 litros a 232 bar tendría casi 12 × 232/1 = 2.784 litros (98,3 pies cúbicos). de aire a presión atmosférica (también conocido como aire libre).
En los EE. UU., La capacidad de un cilindro de buceo se especifica directamente en pies cúbicos de aire libre a la presión de trabajo nominal, ya que el cálculo del volumen interno y la presión de trabajo es relativamente tedioso en unidades imperiales. Por ejemplo, en los EE. UU. Y en muchos centros de buceo de otros países, se pueden encontrar cilindros de aluminio de fabricación estadounidense con una capacidad interna de 0,39 pies cúbicos (11 L) llenos a una presión de trabajo de 3000 psi (210 bar); Tomando la presión atmosférica como 14,7 psi, esto da 0,39 × 3000 / 14,7 = 80 pies 3 Estos cilindros se describen como "cilindros de 80 pies cúbicos", (el "aluminio 80" común).
Hasta aproximadamente 200 bar, la ley de los gases ideales sigue siendo útil y la relación entre la presión, el tamaño del cilindro y el gas contenido en el cilindro es aproximadamente lineal; a presiones más altas, esta linealidad ya no se aplica y hay proporcionalmente menos gas en el cilindro. Un cilindro de 3 litros lleno a 300 bar solo transportará 810 litros (29 pies cúbicos) de aire a presión atmosférica y no los 900 litros (32 pies cúbicos) que se esperan de la ley de los gases ideales. Se han propuesto ecuaciones que dan soluciones más precisas a alta presión, incluida la ecuación de Van der Waals . La compresibilidad a presiones más altas también varía entre gases y mezclas de gases.
Consumo de gas del buceador [ editar ]
Hay tres factores principales a considerar:
- la tasa a la que el buzo consume gas, especificada como consumo de aire de superficie (SAC) o volumen respiratorio por minuto (RMV) del buzo. En condiciones normales, será entre 10 y 25 litros por minuto (L / min) para los buceadores que no estén trabajando duro. En momentos de trabajo extremadamente alto, la frecuencia respiratoria puede elevarse a 95 litros por minuto. [71] Para propósitos de planificación de gas de buceo comercial de la Asociación Internacional de Contratistas Marinos (IMCA), se usa una frecuencia de respiración de trabajo de 40 litros por minuto, mientras que una cifra de 50 litros por minuto se usa para emergencias. [66] El RMV está controlado por el CO 2 en sangre .niveles, y generalmente es independiente de las presiones parciales de oxígeno, por lo que no cambia con la profundidad. El amplio rango de posibles tasas de consumo de gas da como resultado una incertidumbre significativa sobre cuánto durará el suministro, y se requiere un enfoque conservador por razones de seguridad cuando no es posible un acceso inmediato a una fuente alternativa de gas respirable. Se espera que los buceadores controlen la presión de gas restante con la suficiente frecuencia como para saber cuánto queda disponible en todo momento durante una inmersión.
- presión ambiental: la profundidad de la inmersión determina esto. La presión ambiental en la superficie es de 1 bar (15 psi) al nivel del mar. Por cada 10 metros (33 pies) de agua de mar que desciende el buzo, la presión aumenta en 1 bar (15 psi). [72] A medida que un buceador profundiza, el gas respirable se libera a una presión igual a la presión ambiental del agua, y la cantidad de gas utilizada es proporcional a la presión. Por lo tanto, se requiere el doble de masa de gas para llenar los pulmones del buzo a 10 metros (33 pies) que en la superficie, y tres veces más a 20 metros (66 pies). El consumo masivo de gas respirable por parte del buceador se ve afectado de manera similar.
- tiempo en cada profundidad. (generalmente aproximado como tiempo en cada rango de profundidad)
Para calcular la cantidad de gas consumido:
- gas consumido = consumo de aire superficial × tiempo × presión ambiental
Ejemplos de métricas:
- Un buceador con un RMV de 20 L / min a 30 msw (4 bar) consumirá 20 x 4 x 1 = 80 L / min de superficie equivalente.
- Un buceador con un RMV de 40 L / min a 50 msw (6 bar) durante 10 minutos consumirá 40 x 6 x 10 = 2400 litros de aire libre, la capacidad total de un cilindro de 12 litros y 200 bar.
Ejemplos imperiales:
- Un buceador con un SAC de 0.5 cfm (pies cúbicos por minuto) a 100 fsw (4 ata) consumirá 0.5 x 4 x 1 = 2 cfm equivalente de superficie.
- Un buzo con un SAC de 1 cfm a 231 fsw (8 ata) durante 10 minutos consumirá 1 x 8 x 10 = 80 pies 3 de aire libre, la capacidad total de un cilindro de 80 pies 3
Teniendo esto en cuenta, no es difícil ver por qué los buzos técnicos que realizan inmersiones largas y profundas requieren múltiples cilindros o rebreathers , y los buzos comerciales normalmente usan equipo de buceo suministrado desde la superficie y solo llevan el equipo de buceo como suministro de gas de emergencia .
Resistencia a los gases respiratorios [ editar ]
La cantidad de tiempo que un buceador puede respirar de un cilindro también se conoce como resistencia al aire o al gas.
La duración máxima de la respiración (T) para una profundidad determinada se puede calcular como
- T = aire disponible / tasa de consumo [73]
que, utilizando la ley de los gases ideales , es
- T = (presión disponible de la botella × volumen de la botella) / (tasa de consumo de aire en la superficie) × (presión ambiental) [73]
Esto puede escribirse como
- (1) T = (P C -P A ) × V C / (SAC × P A )
con
- T = tiempo
- P C = Presión del cilindro
- V C = Volumen interno del cilindro
- P A = Presión ambiental
- SAC = Consumo de aire superficial
en cualquier sistema consistente de unidades.
La presión ambiental (P A ) es la presión del agua circundante a una profundidad determinada y se compone de la suma de la presión hidrostática y la presión del aire en la superficie. Se calcula como
- (2) P A = D × g × ρ + presión atmosférica [74]
con
- D = profundidad
- g = gravedad estándar
- ρ = densidad del agua
en un sistema consistente de unidades
Para unidades métricas, esta fórmula se puede aproximar mediante
- (3) P A = D / 10 + 1
con profundidad en my presión en bar
La presión ambiental se deduce de la presión del cilindro, ya que la cantidad de aire representada por P A en la práctica no puede ser utilizada por el buceador para respirar, ya que se requiere para equilibrar la presión ambiental del agua.
Esta fórmula ignora la presión de apertura requerida para abrir la primera y la segunda etapa del regulador, y la caída de presión debido a restricciones de flujo en el regulador, las cuales son variables dependiendo del diseño y ajuste del regulador, y el caudal, que depende en el patrón de respiración del buceador y el gas en uso. Estos factores no se estiman fácilmente, por lo que el valor calculado para la duración de la respiración será mayor que el valor real.
Sin embargo, en el uso normal del buceo, siempre se toma en cuenta una reserva. La reserva es una proporción de la presión del cilindro que un buceador no planeará usar excepto en caso de emergencia. La reserva puede ser un cuarto o un tercio de la presión del cilindro o puede ser una presión fija, ejemplos comunes son 50 bar y 500 psi. La fórmula anterior se modifica luego para dar la duración útil de la respiración como
- (4) BT = (P C -P R ) × V C / (SAC × P A )
donde P R es la presión de reserva.
Por ejemplo, (utilizando la primera fórmula (1) para el tiempo de respiración máximo absoluto), un buceador a una profundidad de 15 metros en el agua con una densidad promedio de 1020 kg / m 3(agua de mar típica), que respira a una velocidad de 20 litros por minuto, utilizando un cilindro de buceo de 18 litros presurizado a 200 bares, puede respirar durante un período de 72 minutos antes de que la presión del cilindro baje tanto como para evitar la inhalación. En algunos sistemas de buceo de circuito abierto, esto puede suceder repentinamente, desde una respiración normal hasta la siguiente respiración anormal, una respiración que puede no ser completamente inhalada. (Nunca hay dificultad para exhalar). La rapidez de este efecto depende del diseño del regulador y del volumen interno del cilindro. En tales circunstancias, queda aire a presión en el cilindro, pero el buceador no puede respirarlo. Una parte se puede respirar si el buceador asciende, ya que la presión ambiental se reduce, e incluso sin ascender, en algunos sistemas se puede inflar un poco de aire del cilindro.dispositivos compensadores de flotabilidad (BCD) incluso después de que ya no tenga la presión suficiente para abrir la válvula de demanda.
Utilizando las mismas condiciones y una reserva de 50 bar, la fórmula (4) para el tiempo de respiración utilizable es la siguiente:
- Presión ambiente = presión de agua + presión atmosférica = 15 msw / 10 bar por msw + 1 = 2,5 bar
- Presión útil = presión de llenado - presión de reserva = 200 bar - 50 bar = 150 bar
- Aire útil = presión útil × capacidad del cilindro = 150 bar × 18 litros por bar = 2700 litros
- Tasa de consumo = consumo de aire de superficie × presión ambiental = 20 litros por minuto por bar × 2,5 bar = 50 litros / min
- Tiempo de respiración útil = 2700 litros / 50 litros por minuto = 54 minutos
Esto daría un tiempo de inmersión de 54 min a 15 m antes de alcanzar la reserva de 50 bar.
Reservas [ editar ]
Las organizaciones de formación de buzos y los códigos de práctica recomiendan encarecidamente que una parte del gas utilizable del cilindro se mantenga a un lado como reserva de seguridad. La reserva está diseñada para proporcionar gas durante paradas de descompresión más largas que las planificadas o para proporcionar tiempo para resolver emergencias submarinas. [73]
El tamaño de la reserva depende de los riesgos involucrados durante la inmersión. Una inmersión profunda o de descompresión garantiza una mayor reserva que una inmersión poco profunda o sin paradas. En el buceo recreativo, por ejemplo, se recomienda que el buzo planee salir a la superficie con una reserva restante en el cilindro de 500 psi, 50 bar o 25% de la capacidad inicial, dependiendo de la enseñanza de la organización de entrenamiento de buzos . Esto se debe a que los buceadores recreativos que practican dentro de los límites de "no descompresión" normalmente pueden realizar un ascenso directo en caso de emergencia. En inmersiones técnicas donde un ascenso directo es imposible (debido a obstrucciones aéreas) o peligroso (debido al requisito de hacer paradas de descompresión), los buceadores planean mayores márgenes de seguridad. El método más simple usa la regla de los tercios.: un tercio del suministro de gas está previsto para el viaje de ida, un tercio para el viaje de regreso y un tercio es una reserva de seguridad. [75]
Algunas agencias de formación enseñan el concepto de gas mínimo, gestión de gas de fondo de roca o presiones críticas, lo que permite a un buceador calcular una reserva aceptable para llevar a dos buceadores a la superficie en caso de emergencia desde cualquier punto del perfil de buceo planificado. [56]
La legislación o los códigos de práctica de la industria pueden exigir a los buzos profesionales que lleven suficiente gas de reserva para poder llegar a un lugar seguro, como la superficie o una campana de buceo, según el perfil de buceo planificado. [65] [66] Por lo general, se requiere que este gas de reserva se transporte como un suministro de gas de emergencia independiente (EGS), también conocido como cilindro , equipo o botella de rescate . [76] Por lo general, esto también se aplica a los buceadores profesionales que utilizan equipos de buceo suministrados desde la superficie . [sesenta y cinco]
Peso del gas consumido [ editar ]
La densidad del aire a nivel del mar y 15 ° C es de aproximadamente 1.225 kg / m 3 . [77] La mayoría de los cilindros de buceo de tamaño completo que se utilizan para el buceo en circuito abierto contienen más de 2 kilogramos (4,4 lb) de aire cuando están llenos y, a medida que se usa el aire, la flotabilidad del cilindro aumenta con el peso eliminado. La disminución del volumen externo del cilindro debido a la reducción de la presión interna es relativamente pequeña y puede ignorarse con fines prácticos.
Por ejemplo, una botella de 12 litros puede llenarse a 230 bar antes de una inmersión y respirar hasta 30 bar antes de salir a la superficie, utilizando 2.400 litros o 2,4 m 3 de aire libre. La masa de gas utilizada durante la inmersión dependerá de la mezcla; si se asume aire, será de aproximadamente 2,9 kilogramos (6,4 libras).
La pérdida del peso del gas extraído del cilindro hace que el cilindro y el buceador floten más. Esto puede ser un problema si el buceador no puede mantener la flotabilidad neutra hacia el final de la inmersión porque la mayor parte del gas se ha respirado del cilindro. El cambio de flotabilidad debido al uso de gas de los cilindros montados en la parte trasera se compensa fácilmente llevando suficientes pesos de buceo para proporcionar flotabilidad neutra con cilindros vacíos al final de una inmersión, y usando el compensador de flotabilidad para neutralizar el exceso de peso hasta que se haya usado el gas.
Llenado [ editar ]
Los cilindros de buceo se llenan conectando un suministro de gas de alta presión a la válvula del cilindro, abriendo la válvula y permitiendo que el gas fluya hacia el cilindro hasta que se alcance la presión deseada, luego cerrando las válvulas, ventilando la conexión y desconectándola. Este proceso implica el riesgo de que el cilindro o el equipo de llenado fallen bajo presión, los cuales son peligrosos para el operador, por lo que generalmente se siguen los procedimientos para controlar estos riesgos. La velocidad de llenado debe limitarse para evitar un calentamiento excesivo, la temperatura del cilindro y el contenido deben permanecer por debajo de la temperatura máxima de trabajo especificada por la norma aplicable. [45] Una manguera flexible de alta presión utilizada para este propósito se conoce como látigo de llenado.
Llenado desde un compresor [ editar ]
El suministro de aire respirable puede provenir directamente de un compresor de aire respirable de alta presión, de un sistema de almacenamiento de alta presión o de un sistema de almacenamiento combinado con compresor. La carga directa consume mucha energía y la tasa de carga estará limitada por la fuente de energía disponible y la capacidad del compresor. Un banco de gran volumen de cilindros de almacenamiento de alta presión permite una carga más rápida o la carga simultánea de varios cilindros, y permite la provisión de aire de alta presión más económico al recargar los bancos de almacenamiento con un compresor de baja potencia, o utilizando un descuento de menor costo . Pico de potencia eléctrica.
La calidad del aire respirable comprimido para el buceo suele estar especificada por normas nacionales u organizativas, y los pasos que se toman generalmente para asegurar la calidad del aire incluyen: [78]
- uso de un compresor calificado para respirar aire,
- uso de lubricantes para compresores clasificados para aire respirable,
- filtración del aire de admisión para eliminar la contaminación por partículas,
- Colocación de la entrada de aire del compresor en aire limpio libre de fuentes conocidas de contaminantes, como humos de escape de combustión interna, conductos de ventilación, etc.
- Eliminación de condensado del aire comprimido mediante separadores de agua. Esto se puede hacer entre las etapas del compresor y también después de la compresión.
- filtración después de la compresión para eliminar el agua, el aceite y otros contaminantes restantes utilizando medios filtrantes especializados como desecantes , tamices moleculares o carbón activado . Las trazas de monóxido de carbono pueden ser catalizadas a dióxido de carbono por Hopcalite .
- pruebas periódicas de la calidad del aire,
- cambios de filtro programados y mantenimiento del compresor
Llenado desde almacenamiento de alta presión [ editar ]
Los cilindros también pueden llenarse directamente desde sistemas de almacenamiento de alta presión por decantación, con o sin aumento de presión para alcanzar la presión de carga deseada. El llenado en cascada se puede utilizar para mayor eficiencia cuando hay varios cilindros de almacenamiento disponibles. El almacenamiento a alta presión se usa comúnmente cuando se mezclan gases de buceo nitrox , heliox y trimix , y para oxígeno para rebreathers y gas de descompresión. [79]
La mezcla de Nitrox y Trimix puede incluir decantar el oxígeno y / o helio, y completar hasta la presión de trabajo usando un compresor, después de lo cual se debe analizar la mezcla de gas y etiquetar el cilindro con la composición del gas. [79]
Cambio de temperatura durante el llenado [ editar ]
La compresión del aire ambiente provoca un aumento de temperatura del gas, proporcional al aumento de presión. El aire ambiente generalmente se comprime en etapas y la temperatura del gas aumenta durante cada etapa. Los intercoolers y los intercambiadores de calor de refrigeración por agua pueden eliminar este calor entre las etapas.
La carga de un cilindro de buceo vacío también provoca un aumento de temperatura a medida que el gas dentro del cilindro se comprime por la entrada de gas a mayor presión, aunque este aumento de temperatura puede templarse inicialmente porque el gas comprimido de un banco de almacenamiento a temperatura ambiente disminuye la temperatura cuando disminuye. en presión, por lo que al principio el cilindro vacío se carga con gas frío, pero la temperatura del gas en el cilindro aumenta luego por encima de la temperatura ambiente a medida que el cilindro se llena a la presión de trabajo.
El exceso de calor puede eliminarse sumergiendo el cilindro en un baño de agua fría mientras se llena. Sin embargo, la inmersión para enfriar también puede aumentar el riesgo de que el agua contamine el orificio de la válvula de un tanque completamente despresurizado y se sople en el cilindro durante el llenado. [80]
Los cilindros también pueden llenarse sin enfriamiento por baño de agua, y pueden cargarse por encima de la presión de trabajo nominal hasta la presión desarrollada apropiada a la temperatura cuando se llenan. A medida que el gas se enfría a temperatura ambiente, la presión disminuye y alcanzará la presión de carga nominal a la temperatura nominal. [80]
Problemas legales y de seguridad [ editar ]
Las restricciones legales para llenar cilindros de buceo variarán según la jurisdicción.
En Sudáfrica, los cilindros pueden ser llenados con fines comerciales por una persona que sea competente en el uso del equipo de llenado que se va a utilizar, que conozca las secciones relevantes de las normas y regulaciones aplicables y que tenga permiso por escrito del propietario del cilindro para llenarlo. El cilindro debe estar en prueba y ser adecuado para el gas que se va a llenar, y el cilindro no debe llenarse por encima de la presión desarrollada para la temperatura alcanzada cuando se llena. Se debe realizar una inspección externa del cilindro y se deben registrar los detalles específicos del cilindro y el llenado. Si el llenado es de un gas que no sea aire, el llenador debe registrar el análisis del llenado completado y el cliente debe firmarlo. [45] Si la presión residual en un cilindro presentado para llenado no produce una salida de gas razonablemente fuerte de la válvula cuando se abre, el llenador puede negarse a llenar el cilindro a menos que se dé una razón aceptable para que esté vacío, ya que no hay forma de que el cilindro esté vacío. relleno para comprobar si se ha contaminado.
Prueba y pureza de gas [ editar ]
Los cilindros de buceo solo deben llenarse con aire adecuadamente filtrado de los compresores de aire de buceo o con otros gases respirables utilizando técnicas de mezcla o decantación de gases . [78] En algunas jurisdicciones, la legislación exige a los proveedores de gases respirables que prueben periódicamente la calidad del aire comprimido producido por sus equipos y que muestren los resultados de las pruebas para información pública. [45] Las normas para la pureza de gases industriales y los equipos y procedimientos de llenado pueden permitir algunos contaminantes a niveles inseguros para respirar, [40] y su uso en mezclas de gases respiratorios a alta presión podría ser dañino o fatal.
Manipulación de gases especiales [ editar ]
Deben tomarse precauciones especiales con gases distintos del aire:
- el oxígeno en altas concentraciones es una de las principales causas de incendios y oxidación. [79]
- El oxígeno debe transferirse con mucho cuidado de un cilindro a otro y solo debe almacenarse en recipientes que estén limpios y etiquetados para el servicio de oxígeno . [79]
- Las mezclas de gases que contienen proporciones de oxígeno distintas al 21% pueden ser extremadamente peligrosas para los buceadores que desconocen la proporción de oxígeno que contienen. Todos los cilindros deben estar etiquetados con su composición.
- Los cilindros que contienen un alto contenido de oxígeno deben limpiarse para el uso de oxígeno y sus válvulas deben lubricarse solo con grasa de servicio de oxígeno para reducir la posibilidad de combustión. [79]
La carga de gas mixto especial casi siempre implicará cilindros de suministro de gas de alta pureza procedente de un proveedor de gas industrial. El oxígeno y el helio deben almacenarse, mezclarse y comprimirse en espacios bien ventilados. Oxígeno porque cualquier fuga podría constituir un peligro de incendio y helio porque es asfixiante . Ninguno de los dos gases puede ser identificado por el cuerpo humano sin ayuda.
Contaminación por gas [ editar ]
Respirar gas contaminado en profundidad puede ser fatal. Las concentraciones que son aceptables a la presión ambiental de la superficie se incrementarán por la presión de profundidad y luego pueden exceder los límites aceptables o tolerables. Los contaminantes comunes son: monóxido de carbono , un subproducto de la combustión, dióxido de carbono , un producto del metabolismo, y aceite y lubricantes del compresor. [78]
Mantener el cilindro ligeramente presurizado en todo momento durante el almacenamiento y transporte reduce la posibilidad de contaminar inadvertidamente el interior del cilindro con agentes corrosivos, como agua de mar, o material tóxico, como aceites, gases venenosos, hongos o bacterias. [42] Una inmersión normal terminará con algo de presión restante en el cilindro; Si se ha realizado un ascenso de emergencia debido a un incidente de falta de gas, el cilindro normalmente todavía contendrá algo de presión y, a menos que el cilindro se haya sumergido más profundo que donde se usó el último gas, no es posible que entre agua durante la inmersión.
La contaminación por agua durante el llenado puede deberse a dos causas. La filtración y el secado inadecuados del aire comprimido pueden introducir pequeñas cantidades de condensado de agua dulce, o una emulsión de agua y lubricante del compresor, y no limpiar el orificio de la válvula del cilindro de agua que puede haber goteado del equipo de buceo húmedo, lo que puede permitir la contaminación por agua dulce o de mar. Ambos causan corrosión, pero la contaminación del agua de mar puede hacer que un cilindro se corroa rápidamente hasta el punto de que pueda ser inseguro o condenado incluso después de un período bastante corto. Este problema se agrava en climas cálidos, donde las reacciones químicas son más rápidas y es más frecuente cuando el personal de llenado está mal capacitado o sobrecargado de trabajo. [81]
Fallos catastróficos durante el llenado [ editar ]
La explosión causada por una liberación repentina de la presión del gas dentro de un cilindro de buceo los hace muy peligrosos si no se gestionan correctamente. El mayor riesgo de explosión existe durante el llenado, [82] pero también se sabe que los cilindros explotan cuando se sobrecalientan. [83] La causa de la falla puede variar desde un espesor de pared reducido o picaduras profundas debido a corrosión interna, falla de la rosca del cuello debido a roscas de válvula incompatibles o agrietamiento debido a fatiga, tensiones elevadas sostenidas o efectos de sobrecalentamiento en el aluminio. [42] [84] El estallido del tanque debido a sobrepresión puede evitarse mediante un disco de ruptura de alivio de presióninstalado en la válvula del cilindro, que explota si el cilindro está sobrepresurizado y ventila el aire a una velocidad controlada rápida para evitar una falla catastrófica del tanque. La ruptura accidental del disco de ruptura también puede ocurrir durante el llenado, debido al debilitamiento corrosivo o al estrés de los ciclos de presurización repetidos, pero se remedia reemplazando el disco. Los discos de ruptura no son necesarios en todas las jurisdicciones.
Otros modos de falla que son un peligro durante el llenado incluyen la falla de la rosca de la válvula, que puede hacer que la válvula salga del cuello del cilindro y la falla del látigo de llenado. [33] [34] [35] [36]
Inspección y prueba periódicas de cilindros de buceo [ editar ]
La mayoría de los países exigen que los cilindros de buceo se revisen con regularidad. Esto generalmente consiste en una inspección visual interna y una prueba hidrostática. Los requisitos de inspección y prueba para los cilindros de buceo pueden ser muy diferentes de los requisitos para otros contenedores de gas comprimido debido al entorno más corrosivo. [45]
Una prueba hidrostática implica presurizar el cilindro a su presión de prueba (generalmente 5/3 o 3/2 de la presión de trabajo) y medir su volumen antes y después de la prueba. Un aumento permanente de volumen por encima del nivel tolerado significa que el cilindro no pasa la prueba y debe ser retirado de servicio permanentemente. [4]
Una inspección incluye una inspección externa e interna en busca de daños, corrosión y el color y las marcas correctos. Los criterios de falla varían de acuerdo con los estándares publicados de la autoridad pertinente, pero pueden incluir inspección de protuberancias, sobrecalentamiento, abolladuras, hendiduras, cicatrices de arco eléctrico, picaduras, corrosión en la línea, corrosión general, grietas, daños en las roscas, desfiguración de marcas permanentes y codificación de color. [4] [45] Muy pocos cilindros fallan en la prueba hidrostática. Casi todos los cilindros que fallan tienen fallas de acuerdo con los criterios de inspección visual. [83]
Cuando se fabrica un cilindro, su memoria descriptiva, incluyendo fabricante , presión de trabajo , presión de prueba , la fecha de fabricación , capacidad y peso están estampados en el cilindro. [25] Después de que un cilindro pasa la prueba, la fecha de la prueba (o la fecha de vencimiento de la prueba en algunos países como Alemania ) se perfora en el hombro del cilindro para una fácil verificación en el momento del llenado. [nota 1] El estándar internacional para el formato del sello es ISO 13769, Cilindros de gas - Marcado del sello . [25]
Es posible que se requiera que los operadores de la estación de llenado verifiquen estos detalles antes de llenar el cilindro y pueden negarse a llenar cilindros no estándar o fuera de prueba. [nota 2]
Intervalos entre inspecciones y pruebas [ editar ]
Un cilindro debe ser inspeccionado y probado la primera vez que debe llenarse después de la expiración del intervalo especificado por las Recomendaciones de las Naciones Unidas sobre el Transporte de Mercancías Peligrosas, Reglamentos Modelo , o según lo especificado por las normas nacionales o internacionales aplicables. en la región de uso. [85] [86]
- En los Estados Unidos , el Departamento de Transporte de EE. UU. No requiere una inspección visual anual, aunque sí requieren una prueba hidrostática cada cinco años. El requisito de inspección visual es un estándar de la industria del buceo basado en las observaciones realizadas durante una revisión del Centro Nacional de Datos de Accidentes Subacuáticos. [87]
- En los países de la Unión Europea se requiere una inspección visual cada 2,5 años y una prueba hidrostática cada cinco años. [88] [89]
- En Noruega, se requiere una prueba hidrostática (incluida una inspección visual) 3 años después de la fecha de producción, luego cada 2 años.
- La legislación de Australia exige que los cilindros se prueben hidrostáticamente cada doce meses. [90]
- En Sudáfrica se requiere una prueba hidrostática cada 4 años y una inspección visual cada 2 años. La prueba de corrientes de Foucault de las roscas del cuello debe realizarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. [45]
Procedimientos para inspecciones y pruebas periódicas [ editar ]
Si un cilindro pasa los procedimientos enumerados, pero la condición sigue siendo dudosa, se pueden realizar más pruebas para garantizar que el cilindro sea apto para su uso. Los cilindros que no pasen las pruebas o la inspección y que no se puedan reparar deben quedar inservibles después de notificar al propietario el motivo de la falla. [91] [92]
Antes de comenzar a trabajar, se debe identificar el cilindro a partir del etiquetado y las marcas de sellos permanentes, y se debe verificar la propiedad y el contenido, [93] [94] y la válvula debe retirarse después de despresurizar y verificar que la válvula esté abierta. Los cilindros que contienen gases respirables no necesitan precauciones especiales para su descarga, excepto que los gases de alta fracción de oxígeno no deben liberarse en un espacio cerrado debido al riesgo de incendio. [95] [96] Antes de la inspección, el cilindro debe estar limpio y libre de revestimientos sueltos, productos de corrosión y otros materiales que puedan oscurecer la superficie. [97]
El cilindro se inspecciona externamente en busca de abolladuras, grietas, hendiduras, cortes, protuberancias, laminaciones y desgaste excesivo, daños por calor, quemaduras de soplete o arco eléctrico, daños por corrosión, marcas de sellos permanentes ilegibles, incorrectas o no autorizadas y adiciones o modificaciones no autorizadas. [98] [99] A menos que las paredes del cilindro se examinen mediante métodos ultrasónicos, el interior debe inspeccionarse visualmente con suficiente iluminación para identificar cualquier daño y defecto, particularmente la corrosión. Si la superficie interior no es claramente visible, primero debe limpiarse con un método aprobado que no elimine una cantidad significativa de material de la pared. [100] [101]Cuando existe incertidumbre sobre si un defecto encontrado durante la inspección visual cumple con los criterios de rechazo, se pueden aplicar pruebas adicionales, como la medición ultrasónica del espesor de la pared de picaduras o controles de peso para establecer el peso total perdido por corrosión. [102]
Mientras la válvula está cerrada, se revisan las roscas del cilindro y la válvula para identificar el tipo y la condición de la rosca. Las roscas del cilindro y la válvula deben tener la misma especificación de rosca, estar limpias y completas, sin daños y sin grietas, rebabas y otras imperfecciones. [103] [104] La inspección ultrasónica se puede sustituir por la prueba de presión, que generalmente es una prueba hidrostática y puede ser una prueba de prueba o una prueba de expansión volumétrica, según la especificación del diseño del cilindro. La presión de prueba se especifica en las marcas de sello del cilindro. [105] [106] Las válvulas que se van a reutilizar se inspeccionan y se les da mantenimiento para asegurar que sigan siendo aptas para el servicio. [107] [108]Antes de instalar la válvula, debe comprobarse el tipo de rosca para asegurarse de que se ha instalado una válvula con la especificación de rosca correspondiente. [109]
Una vez que las pruebas se hayan completado satisfactoriamente, un cilindro que pase la prueba se marcará en consecuencia. La marca del sello incluirá la marca registrada de la instalación de inspección y la fecha de la prueba (mes y año). [110] [111] Los registros de una inspección y prueba periódicas son realizados por la estación de prueba y se mantienen disponibles para inspección. [112] [113] Si un cilindro no pasa la inspección o prueba y no se puede recuperar, se debe notificar al propietario antes de dejar inservible el cilindro vacío. [114]
Limpieza [ editar ]
Es posible que se requiera una limpieza interna de los cilindros de buceo para eliminar los contaminantes o para permitir una inspección visual eficaz. Los métodos de limpieza deben eliminar los contaminantes y los productos de corrosión sin eliminar indebidamente el metal estructural. Se puede utilizar una limpieza química con disolventes, detergentes y agentes decapantes, según el contaminante y el material del cilindro. Es posible que sea necesario voltear con medios abrasivos para una contaminación intensa, en particular de productos de corrosión intensa. [115] [116]
También puede ser necesaria una limpieza externa para eliminar contaminantes, productos de corrosión o pintura u otros revestimientos viejos. Se indican los métodos que eliminan la cantidad mínima de material estructural. Generalmente se utilizan disolventes, detergentes y granallado. La eliminación de revestimientos mediante la aplicación de calor puede hacer que el cilindro quede inservible al afectar la microestructura cristalina del metal. Este es un peligro particular para los cilindros de aleación de aluminio, que no pueden estar expuestos a temperaturas superiores a las estipuladas por el fabricante. [ cita requerida ]
Vida útil [ editar ]
La vida útil de los cilindros de buceo de acero y aluminio está limitada porque el cilindro sigue superando la inspección visual y las pruebas hidrostáticas. No hay una fecha de caducidad basada en la antigüedad, la duración del servicio o el número de surtidos. [83]
Seguridad [ editar ]
Antes de llenar cualquier cilindro, la ley exige la verificación de las fechas de inspección y prueba y un examen visual para detectar daños externos y corrosión, [45] y son prudentes incluso si no se requieren legalmente. Las fechas de inspección se pueden verificar mirando la etiqueta de inspección visual y la fecha de la prueba hidrostática está estampada en el hombro del cilindro. [45]
Antes de usarlo, el usuario debe verificar el contenido del cilindro y verificar el funcionamiento de la válvula del cilindro. Esto generalmente se hace con un regulador conectado para controlar el flujo. La presión y la mezcla de gas son información crítica para el buceador, y la válvula debe abrirse libremente sin pegarse o gotear de los sellos del husillo. Se ha observado que los buzos que realizan un control previo a la inmersión no reconocen que la válvula de la botella no se abrió o que una botella estaba vacía. [117] Se puede verificar el olor del gas de respiración extraído de un cilindro. Si el gas no huele bien, no debe usarse. Respirar gas debe estar casi exento de olor, aunque es bastante común un ligero aroma del lubricante del compresor. No debe percibirse ningún olor a productos de combustión o hidrocarburos volátiles. [40]
Una configuración cuidadosamente ensamblada, con reguladores, medidores y computadoras delicadas guardadas dentro del BCD, o sujetadas donde no se puede caminar sobre ellas, y guardadas debajo del banco de la embarcación o aseguradas a un soporte, es la práctica de un buceador competente.
Como el equipo de buceo es un sistema de soporte vital, ninguna persona no autorizada debe tocar el equipo de buceo ensamblado de un buzo, ni siquiera para moverlo, sin su conocimiento y aprobación.
Los cilindros llenos no deben exponerse a temperaturas superiores a 65 ° C [45] y los cilindros no deben llenarse a presiones superiores a la presión desarrollada apropiada para la presión de trabajo certificada del cilindro. [45]
Los cilindros deben estar claramente etiquetados con su contenido actual. Una etiqueta genérica de "Nitrox" o "Trimix" alertará al usuario de que el contenido puede no ser aire y debe analizarse antes de su uso. En algunas partes del mundo se requiere una etiqueta que indique específicamente que el contenido es aire, y en otros lugares un código de color sin etiquetas adicionales indica por defecto que el contenido es aire. [45]
En un incendio, la presión en un cilindro de gas aumenta en proporción directa a su temperatura absoluta . Si la presión interna excede las limitaciones mecánicas del cilindro y no hay medios para ventilar con seguridad el gas presurizado a la atmósfera, el recipiente fallará mecánicamente. Si el contenido del recipiente es inflamable o hay un contaminante presente, este evento puede resultar en una explosión. [118]
Accidentes [ editar ]
Los principales estudios de investigación de accidentes y fatalidades de buceo que se han realizado a nivel mundial, incluido el trabajo de Divers Alert Network , el Estudio de monitoreo de incidentes de buceo y el Proyecto Stickybeak, han identificado casos en los que la mortalidad estaba asociada con el cilindro de buceo. [119] [120]
Algunos accidentes registrados asociados con cilindros de buceo:
- La válvula expulsada debido a una mezcla con las roscas de la válvula de 3/4 "NPSM y 3/4" BSP (F) causó daños en la sala de compresores de un taller de buceo. [84]
- Una válvula expulsada durante el llenado debido a una rosca incompatible mató al operador por impacto en el pecho. [36]
- Una válvula falló en el cilindro de emergencia de un buzo en una embarcación de apoyo de buceo durante la preparación para una inmersión, hiriendo a cinco buceadores. La válvula del cilindro fue expulsada a 180 bar debido a una rosca incompatible. La válvula de pilar tenía una rosca paralela M25x2 y el cilindro era una rosca paralela BSP de 3/4 ″ x14. [121] [122]
- Una válvula expulsada debido a una rosca incompatible (válvula métrica en cilindro imperial) lesionó a un buzo comercial por impacto en la parte posterior del casco durante los preparativos para una inmersión. El cilindro había estado bajo presión durante varios días después de la prueba hidrostática y no se identificó ningún evento desencadenante en particular. El buzo fue derribado y magullado, pero el casco lo protegió de lesiones graves. [123]
- Pierna del instructor de buceo casi amputada por la válvula expulsada al intentar quitar la válvula del cilindro presurizado. [84]
- Válvula expulsada durante el llenado debido a una falla en el hilo, hundió el barco de buceo Los retenedores de disco de ruptura ventilados en las válvulas de los cilindros habían sido reemplazados por tornillos sólidos. [84]
- La falla de la manguera de llenado lesionó gravemente al operador cuando la manguera golpeó su cara. La herida expuso el hueso de la mandíbula y se necesitaron 14 puntos para cerrar la herida. [84]
Se han reportado casos de epicondilitis lateral causada por el manejo de cilindros de buceo. [124]
Manejo [ editar ]
Los cilindros no deben dejarse desatendidos a menos que estén asegurados [45] de modo que no puedan caer en circunstancias razonablemente previsibles, ya que un impacto podría dañar el mecanismo de la válvula del cilindro y posiblemente fracturar la válvula en las roscas del cuello. Esto es más probable con válvulas de rosca cónica, y cuando sucede, la mayor parte de la energía del gas comprimido se libera en un segundo y puede acelerar el cilindro a velocidades que pueden causar lesiones graves o daños al entorno. [40] [125]
Almacenamiento a largo plazo [ editar ]
Los gases de calidad respiratoria normalmente no se deterioran durante el almacenamiento en cilindros de acero o aluminio. Siempre que haya un contenido de agua insuficiente para promover la corrosión interna, el gas almacenado permanecerá sin cambios durante años si se almacena a temperaturas dentro del rango de trabajo permitido para el cilindro, generalmente por debajo de 65 ° C. Si hay alguna duda, una verificación de la fracción de oxígeno indicará si el gas ha cambiado (los otros componentes son inertes). Cualquier olor inusual sería una indicación de que el cilindro o el gas estaban contaminados en el momento del llenado. Sin embargo, algunas autoridades recomiendan liberar la mayor parte del contenido y almacenar los cilindros con una pequeña presión positiva. [126]
Los cilindros de aluminio tienen una baja tolerancia al calor, y un cilindro de 3000 libras por pulgada cuadrada (210 bar) que contenga menos de 1500 libras por pulgada cuadrada (100 bar) puede perder suficiente resistencia en un incendio para explotar antes de que la presión interna aumente lo suficiente como para romperse. el disco de ruptura, por lo que almacenar cilindros de aluminio con un disco de ruptura tiene un menor riesgo de explosión en caso de incendio si se almacenan llenos o casi vacíos. [127]
Transporte [ editar ]
Los cilindros de buceo están clasificados por la ONU como mercancías peligrosas para fines de transporte (EE. UU .: Materiales peligrosos). Seleccionar el nombre de envío adecuado (conocido por la abreviatura PSN) es una forma de ayudar a garantizar que las mercancías peligrosas ofrecidas para el transporte representen con precisión los peligros. [128]
La 55ª edición del Reglamento sobre mercancías peligrosas (DGR) de la IATA define el nombre de envío adecuado como "el nombre que se utilizará para describir un artículo o sustancia en particular en todos los documentos y notificaciones de envío y, cuando corresponda, en los embalajes". [128]
El Código Marítimo Internacional de Mercancías Peligrosas ( Código IMDG) define el Nombre Adecuado de Envío como "la parte de la entrada que describe con mayor precisión las mercancías en la Lista de Mercancías Peligrosas que se muestra en mayúsculas (más cualquier letra que forme parte integral de el nombre)." [128]
Descripciones de materiales peligrosos y denominación adecuada de envío (PSN) [129] [130] [131] | Clase o división de peligro | Números de identificación | Códigos de etiqueta | Limitaciones de cantidad |
|---|---|---|---|---|
| Aire comprimido | 2.2 | UN1002 | 2.2 | Avión de pasajeros / ferrocarril: 75 kg Solo avión de carga: 150 kg |
| Argón comprimido | 2.2 | UN1006 | 2.2 | |
| Helio comprimido | 2.2 | UN1046 | 2.2 | |
| Nitrógeno comprimido | 2.2 | UN1066 | 2.2 | |
| Oxígeno comprimido | 2.2 | UN1072 | 2,2, 5,1 | |
| Gas comprimido NOS (no especificado de otra manera) p . Ej. Heliox y Trimix normóxico e hipóxico | 2.2 | ONU1956 | 2.2 | |
| Gas comprimido, oxidante, NOS p. Ej. Nitrox | 2.2 | UN3156 | 2,2, 5,1 |
Aire internacional [ editar ]
Las Instrucciones Técnicas de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) para el transporte seguro de mercancías peligrosas por vía aérea establecen que siempre que la presión en los cilindros de buceo sea inferior a 200 kilopascales (2 bar; 29 psi), estos pueden llevarse facturados o de mano. equipaje. Quizás sea necesario vaciar el cilindro para verificar esto. Una vez vaciado, la válvula del cilindro debe cerrarse para evitar que entre humedad en el cilindro. Las restricciones de seguridad implementadas por países individuales pueden limitar o prohibir aún más el transporte de algunos artículos permitidos por la OACI, y las aerolíneas y las agencias de control de seguridad tienen el derecho de rechazar el transporte de ciertos artículos. [132]
Europa [ editar ]
Desde 1996, la legislación sobre transporte de mercancías peligrosas del Reino Unido se ha armonizado con la de Europa. [133]
Transporte por carretera
El Reglamento de Transporte de Mercancías Peligrosas y Uso de Equipos a Presión Transportables (CDG) del Reino Unido de 2009 (enmendado en 2011) implementa el Acuerdo Europeo sobre el Transporte Internacional de Mercancías Peligrosas por Carretera (ADR). Las mercancías peligrosas que se transporten internacionalmente en vehículos de carretera deben cumplir con las normas para el embalaje y etiquetado de las mercancías peligrosas, y las normas de construcción y funcionamiento adecuadas para los vehículos y la tripulación. [130] [133]
Las regulaciones cubren el transporte de cilindros de gas en un vehículo en un entorno comercial. El transporte de cilindros de gas de buceo presurizados con una capacidad combinada de agua de menos de 1000 litros en un vehículo para uso personal está exento de ADR. [130] [133] [134]
El transporte de cilindros de gas en un vehículo, con fines comerciales, debe seguir los requisitos legales básicos de seguridad y, a menos que esté específicamente exento, debe cumplir con ADR. El conductor del vehículo es legalmente responsable de la seguridad del vehículo y de cualquier carga que se transporte, y el seguro del vehículo debe incluir una cobertura para el transporte de mercancías peligrosas. [130] [133]
Los gases de buceo, incluidos aire comprimido, oxígeno, nitrox, heliox, trimix, helio y argón, no son tóxicos, no inflamables y pueden ser oxidantes o asfixiantes, y están clasificados en la categoría de transporte 3. [133] La cantidad umbral para estos Los gases son 1000 litros de capacidad de agua combinada de los cilindros. La presión debe estar dentro de la presión de trabajo nominal del cilindro. Los cilindros de aire vacíos a presión atmosférica están clasificados en la categoría de transporte 4 y no hay una cantidad umbral. [130] [133]
Las cargas comerciales por debajo del umbral de 1000 litros están exentas de algunos de los requisitos del ADR, pero deben cumplir con los requisitos legales y de seguridad básicos, que incluyen: [133]
- Entrenamiento de conductores
- Los cilindros deben transportarse en vehículos abiertos, contenedores abiertos o remolques, con un mamparo hermético al gas que separe al conductor de la carga. Si los cilindros deben transportarse dentro de un vehículo, debe estar bien ventilado.
- Ventilación. Cuando se transporten cilindros de gas dentro de un vehículo, en el mismo espacio que las personas, las ventanas deben mantenerse abiertas para permitir que circule el aire.
- Los cilindros deben asegurarse de modo que no puedan moverse durante el transporte. No se proyectarán más allá de los lados o extremos del vehículo. Se recomienda que los cilindros se transporten verticalmente, asegurados en un palé apropiado.
- Las válvulas de los cilindros deben cerrarse durante el transporte y comprobar que no haya fugas. Cuando corresponda, las tapas y tapas protectoras de las válvulas deben colocarse en los cilindros antes de transportarlos. Los cilindros no deben transportarse con equipos conectados a la salida de la válvula (reguladores, mangueras, etc.).
- Se requiere un extintor en el vehículo.
- Los cilindros de gas solo pueden transportarse si están vencidos para inspección y prueba periódicas, excepto que pueden transportarse cuando estén vencidos para inspección, prueba o eliminación.
- Los cilindros deben mantenerse frescos (a temperatura ambiente) y no almacenarse en lugares donde estarán expuestos a fuentes de calor excesivo.
- Las etiquetas de identificación del producto adheridas a los cilindros para identificar el contenido y proporcionar consejos de seguridad no se deben quitar ni desfigurar.
- No es necesario marcar y etiquetar el vehículo si transporta mercancías peligrosas por debajo del umbral. El uso de etiquetas de peligro puede ayudar a los servicios de emergencia, y pueden mostrarse, pero todas las etiquetas de peligro deben quitarse cuando no se transportan las mercancías peligrosas pertinentes.
- Una vez finalizado el viaje, los cilindros de gas deben descargarse inmediatamente del vehículo.
Todas las cargas por encima del umbral deben cumplir con todos los requisitos de ADR. [130] [133]
Estados Unidos [ editar ]
El transporte de materiales peligrosos con fines comerciales [135] en los EE. UU. Está regulado por el Código de Regulaciones Federales Título 49 - Transporte (abreviado 49 CFR). [136] Un cilindro que contiene 200 kPa (29.0 psig / 43.8 psia) o más a 20 ° C (68 ° F) de gas comprimido no inflamable, no venenoso y que se transporta con fines comerciales se clasifica como HAZMAT (materiales peligrosos) en términos de 49 CFR 173.115 (b) (1). [137] Los cilindros fabricados según las normas del DOT o permisos especiales (exenciones) emitidos por la Administración de Seguridad de Tuberías y Materiales Peligrosos y llenados a la presión de trabajo autorizada son legales para el transporte comercial en los EE. UU. Según las disposiciones y condiciones de las reglamentaciones. [136] [138] Los cilindros fabricados fuera de los EE. UU. Pueden transportarse con un permiso especial, y estos han sido emitidos para cilindros de metal sólido y compuestos con presiones de trabajo de hasta 300 bar (4400 psi) por varios fabricantes.
Transporte de superficie
El transporte comercial de cilindros de gas respirable con un peso combinado de más de 1000 libras solo puede ser realizado por una empresa de transporte comercial HAZMAT. El transporte de cilindros con un peso combinado de menos de 1000 libras requiere un manifiesto, los cilindros deben haber sido probados e inspeccionados según los estándares federales y el contenido marcado en cada cilindro. El transporte debe realizarse de manera segura, con los cilindros restringidos del movimiento. No se requiere una licencia especial. Las regulaciones del DOT requieren etiquetas de contenido para todos los cilindros según las regulaciones, pero de acuerdo con PSI, no se hará cumplir el etiquetado del aire respirable. Las mezclas de oxígeno o no oxidantes del aire (O 2 ≥ 23,5%) deben etiquetarse. El transporte privado (no comercial) de cilindros de buceo no está cubierto por este reglamento. [139]
Transporte aéreo
Los tanques de buceo vacíos o los tanques de buceo presurizados a menos de 200 kPa no están restringidos como materiales peligrosos. [140] Los cilindros de buceo solo se permiten en el equipaje facturado o como equipaje de mano si la válvula del cilindro está completamente desconectada del cilindro y el cilindro tiene un extremo abierto para permitir una inspección visual en el interior. [141]
Acabado superficial, codificación por colores y etiquetado [ editar ]
Los cilindros de aluminio pueden comercializarse con una capa externa de pintura, una capa de polvo a baja temperatura , [142] acabado anodizado liso o coloreado , acabado mate pulido con chorro de arena, [142] acabado cepillado, [142] o acabado laminado (sin tratamiento superficial). [142] El material es inherentemente bastante resistente a la corrosión si se mantiene limpio y seco entre usos. Los recubrimientos son generalmente para fines cosméticos o para requisitos legales de codificación de colores. [45]
Los cilindros de acero son más sensibles a la corrosión cuando están húmedos y generalmente están recubiertos para protegerlos contra la corrosión. Los acabados habituales incluyen galvanización en caliente , [143] zinc-spray , [143] y sistemas de pintura de alta resistencia. [143] La pintura se puede aplicar sobre revestimientos de zinc con fines cosméticos o con códigos de colores. [143] Los cilindros de acero sin revestimientos anticorrosión dependen de la pintura para protegerse contra la oxidación, y cuando la pintura se daña, se oxidan en las áreas expuestas. Esto se puede prevenir o retrasar reparando el acabado pintado.
Esta sección necesita ampliarse con: repintado, problemas con el recubrimiento de aluminio en polvo, corrosión debajo de los accesorios, etc. Puede ayudar agregando más . ( Diciembre de 2019 ) |
Mundial [ editar ]
Los colores permitidos para los cilindros de buceo varían considerablemente según la región y, hasta cierto punto, según la mezcla de gases que contiene. En algunas partes del mundo no existe una legislación que controle el color de los cilindros de buceo. En otras regiones, los estándares nacionales pueden especificar el color de los cilindros utilizados para el buceo comercial o para todo el buceo submarino. [45]
En muchos entornos de buceo recreativo donde el aire y el nitrox son los gases más utilizados, los cilindros de nitrox se identifican con una franja verde sobre fondo amarillo. Los cilindros de buceo de aluminio se pueden pintar o anodizar y, cuando se anodizan, se pueden colorear o dejar en su plata natural. Los cilindros de buceo de acero suelen estar pintados para reducir la corrosión , a menudo de color amarillo o blanco para aumentar la visibilidad. En algunas tablas de colores de identificación de cilindros industriales, los hombros amarillos significan cloro y más generalmente dentro de Europa se refiere a cilindros con contenidos tóxicos y / o corrosivos; pero esto no tiene importancia en el buceo, ya que los accesorios de gas no serían compatibles.
También se puede requerir que los cilindros que se utilizan para la mezcla de gas a presión parcial con oxígeno puro muestren una etiqueta de "certificado de servicio de oxígeno" que indique que se han preparado para su uso con presiones parciales elevadas y fracciones de gas de oxígeno.
Unión Europea [ editar ]
En la Unión Europea, los cilindros de gas pueden estar codificados por colores de acuerdo con EN 1098-3. En el Reino Unido, este estándar es opcional. El "hombro" es la parte superior abovedada del cilindro entre la sección paralela y la válvula del pilar. Para gases mezclados, los colores pueden ser bandas o "cuartos". [144]
- Air tiene una parte superior blanca ( RAL 9010) y una banda negra (RAL 9005) en el hombro, o hombros "en cuartos" blancos (RAL 9010) y negros (RAL 9005).
- Heliox tiene una parte superior blanca (RAL 9010) y una banda marrón (RAL 8008) en el hombro, o hombros "en cuartos" blancos (RAL 9010) y marrón (RAL 8008).
- Nitrox, como Air, tiene una parte superior blanca (RAL 9010) y una banda negra (RAL 9005) en el hombro, o un hombro blanco (RAL 9010) y negro (RAL 9005) "en cuartos".
- El oxígeno puro tiene un hombro blanco (RAL 9010).
- El helio puro tiene un hombro marrón (RAL 9008).
- Trimix tiene un hombro segmentado blanco, negro y marrón.
Estos cilindros de gas respirable también deben estar etiquetados con su contenido. La etiqueta debe indicar el tipo de gas respirable que contiene el cilindro. [144]
Offshore [ editar ]
Los contenedores de gas respirable para uso en alta mar pueden estar codificados y marcados de acuerdo con IMCA D043. [144] [145] La codificación de colores IMCA para cilindros individuales permite que el cuerpo del cilindro sea de cualquier color que no pueda causar una mala interpretación del peligro identificado por el código de color del hombro.
| Gas | Símbolo | Colores de hombros típicos | Hombro del cilindro | Marco superior cuádruple / extremo de válvula del marco |
|---|---|---|---|---|
| Gases de calibración | según sea apropiado | Rosa | Rosa | |
| Dióxido de carbono | CO 2 | Gris | Gris | |
| Helio | Él | marrón | marrón | |
| Oxigeno medico | O 2 | blanco | blanco | |
| Nitrógeno | N 2 | Negro | Negro | |
| Mezclas de oxígeno y helio (Heliox) | O 2 / Él | Cuartos o bandas marrones y blancas | Bandas alternas cortas marrones y blancas (20 cm (8 pulgadas)) | |
Mezclas de oxígeno, helio y nitrógeno (Trimix) | O 2 / He / N 2 | Cuartos o bandas negros, blancos y marrones | Bandas alternas cortas negras, blancas y marrones (20 cm) | |
| Mezclas de oxígeno y nitrógeno (Nitrox) incluido el aire | N 2 / O 2 | Cuartos o bandas en blanco y negro | Bandas alternas cortas en blanco y negro (20 cm (8 pulgadas)) |
Sudáfrica [ editar ]
Los cilindros de buceo deben cumplir con los colores y las marcas especificadas en la revisión actual de SANS 10019 . [45] Este requisito se aplica cuando los cilindros se llenarán o utilizarán en cualquier situación en la que se aplique la Ley de seguridad y salud en el trabajo de 1993 .
- El color del cilindro es amarillo dorado con un hombro gris francés.
- Los cilindros que contienen gases distintos al aire u oxígeno medicinal deben tener una etiqueta adhesiva transparente pegada debajo del hombro con la palabra NITROX o TRIMIX en verde y la composición del gas indicada.
- Los cilindros que contienen oxígeno médico deben ser negros con un hombro blanco.
Fabricantes [ editar ]
Los fabricantes de cilindros identifican sus productos utilizando su sello registrado en el hombro del cilindro. [146]
Cilindros de acero:
- Avesta Jernverks AB (Suecia) [146]
- Dalmine (Italia) (histórico) [146]
- Eurocylinder Systems AG (Apolda, Alemania) [146] [147]
- Faber Industrie SpA (Cividale del Friuli, Italia) [146] [148]
- Industrie Werke Karlsruhe Aktiengesellschaft (IWKA) (Alemania) (histórico) [146]
- Tanque de acero prensado (Estados Unidos) [146]
- Cilindros Vitkovice as (Ostrava, República Checa) [146] [149] [150]
- Worthington Cylinders GesmbH (Austria) [146]
- Josef Heiser (Austria), ahora Worthington Cylinders GesmbH [146]
- Worthington Cylinder Corporation (Estados Unidos) [146]
Cilindros de aluminio:
- Catalina Cylinder Corp (Estados Unidos) [146]
- Hulett Cylinders (Sudáfrica) (histórico) [146]
- Luxfer (Reino Unido, Estados Unidos, Francia) (Anunciaron en 2021 que dejarán el mercado de producción de aluminio en los EE. UU.) [146] Luxfer Gas Cylinders tiene su sede en Riverside, California y tiene instalaciones de fabricación en los EE. UU., Inglaterra y Canadá. , China e India. [151]
- SM Gerzat (Francia) ahora Luxfer, Francia [146]
- Walter Kidde and Co (Estados Unidos) (histórico) [146]
- Metal Impact (Estados Unidos)
Ver también [ editar ]
- Prueba e inspección de cilindros de buceo : inspección y prueba periódicas para revalidar la aptitud para el servicio
- Oxígeno embotellado (para escalada y montañismo)
Notas [ editar ]
- ^ Este es un requisito europeo.
- ^ Este es un requisito europeo, un requisito del Departamento de Transporte de EE. UU. Y un requisito de seguridad y salud ocupacional de Sudáfrica.
Referencias [ editar ]
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Enlaces externos [ editar ]
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