Colector de buceo

Componente de buceo utilizado para conectar funcionalmente cilindros de buceo

Colector de buceo

Dos cilindros de buceo de 300 bar conectados por un colector de aislamiento
Usos	Conexión entre cilindros de buceo para conectar el suministro de gas

Juego de cilindros de acero gemelos de 12 l con colector sellado frontal

Un colector de buceo es un dispositivo que incorpora una o más válvulas y una o más salidas de gas con conexiones de regulador de buceo, que se utiliza para conectar dos o más cilindros de buceo que contienen gas respirable , proporcionando una mayor cantidad de gas para inmersiones más largas o más profundas. Un colector de aislamiento permite cerrar la conexión entre los cilindros en caso de fuga de uno de los cilindros o de su válvula o regulador, conservando el gas en el otro cilindro. El buceo con dos o más cilindros se asocia a menudo con el buceo técnico . Casi todos los conjuntos de colectores incluyen una válvula de cilindro para cada cilindro, y la gran mayoría son para dos cilindros.

Se utilizan varias configuraciones, cada una con su propia gama de aplicaciones, ventajas y desventajas.

Función

Diagrama esquemático de los sistemas de colectores de buceo comunes

Las inmersiones más largas y profundas requieren una mayor cantidad de gas respirable, lo que a su vez requiere una mayor presión de llenado, un cilindro más grande o varios cilindros. Un cilindro de gran diámetro tiende a mover el centro de masa del buzo más lejos de la línea central, haciéndolo desequilibrado en el agua, y un cilindro de mayor presión tiene un efecto similar, también reduce la flotabilidad del buzo, debido al metal más grueso requerido para la resistencia. . ^{[1] La} longitud del cilindro también está limitada por consideraciones ergonómicas en proporción a la altura del buceador. Un solo cilindro también presenta un único punto crítico de falla para el suministro de gas respirable. Las configuraciones de varios tanques incluyen gemelos con colector aguas abajo, con un solo regulador, independiente odobles separados que son dos cilindros sujetos a una placa posterior, pero sin un colector, cilindros de montaje lateral o gemelos con colector aguas arriba, con dos juegos de reguladores completos , que pueden tener una válvula de aislamiento. ^{[1] [2] [3]}

El colector combina funcionalmente dos, ^[1] pero ocasionalmente tres o más cilindros de una manera que permite que el contenido combinado sea entregado al buceador a través de uno o dos reguladores. Cualquier disposición que realice esta función es teóricamente posible, pero solo hay unas pocas disposiciones que se ven comúnmente en la práctica, y se trata de un conjunto rígido que comprende una combinación de válvulas de cilindro , tubos conectores de colector, válvulas de aislamiento y válvulas de reserva , con un conexión a cada cilindro en la rosca del cuello y un conector de salida para cada regulador. ^[1]También se necesita un sistema de soporte bastante rígido para transportar los cilindros, pero normalmente no es parte del sistema de colectores. En la práctica, los sistemas de colectores de buceo conectan los cilindros a la presión de almacenamiento, la presión se puede equilibrar entre los cilindros y los cilindros se pueden llenar simultáneamente a través del colector desde una conexión de llenado. ^[1] Normalmente es posible aislar los cilindros del colector o de los conectores de salida, y la mezcla de gases es, por regla general, la misma en todos los cilindros. ^{[1] Los} colectores que combinan más de tres cilindros se utilizan ocasionalmente para intentos de récord de profundidad de buceo en circuito abierto.

La función de los colectores de buceo más utilizados es conectar los suministros de gas de dos cilindros montados en la parte posterior (llamados dobles o gemelos ), lo que permite al buceador respirar simultáneamente de ambos. ^[1]

En un colector aguas arriba, las válvulas de los cilindros izquierda y derecha permiten cerrar el correspondiente regulador de primera etapa, dejando que todo el suministro de gas se utilice a través del regulador restante. En un colector de aislamiento, la válvula central, llamada válvula de aislamiento , separa los tanques en dos sistemas independientes, cada uno con sus propios reguladores de primera y segunda etapa, que pueden evitar que una falla aguas arriba en la mitad del sistema pierda la potencia. todo el suministro de gas. ^[1]

Historia

Los conjuntos de cilindros dobles y triples con múltiple se han utilizado desde los días del desarrollo de Cousteau y Gagnan del regulador de circuito abierto, como se puede ver en las primeras fotografías del equipo. Estos eran colectores aguas abajo, que conectaban los cilindros entre sí uniendo las salidas de las válvulas de los cilindros, y tenían una salida para un regulador. Esta disposición permitió una mayor capacidad de almacenamiento de gas utilizando la gama limitada de cilindros disponibles. Las válvulas independientes de los cilindros colectores también permitieron monitorear el suministro de gas en ausencia de manómetros sumergibles, abriendo y cerrando las válvulas en un orden específico, a medida que se agotaba el gas. La necesidad de recordar la historia del funcionamiento de la válvula y la falta de facilidad para conectar un regulador redundante hizo que el uso de gemelos independientes fuera la alternativa habitual.Esto también tiene limitaciones, incluso cuando el contenido se puede controlar de cerca mediante el uso de manómetros sumergibles. En 1970 un grupo de buzos que incluíaTom Mount , Ike Ikehara y George Benjamin idearon el concepto e hicieron prototipos de las primeras válvulas de buceo de doble salida registradas. Estos permitieron la conexión aguas arriba de los cilindros, con un regulador en la salida con válvula de cada cilindro. ^[2]

Componentes

Un colector en mecánica de fluidos es un accesorio de tubería o dispositivo similar que conecta múltiples entradas o salidas. En esta aplicación:

• Las válvulas de los cilindros controlan el flujo de gas que entra y sale de los cilindros. ^{[1] [3]}
• Los tubos conectores del colector se utilizan para proporcionar un conducto para que el gas de presión de almacenamiento fluya entre los cilindros y hacia los conectores de salida, y generalmente proporcionan una conexión bastante rígida entre los cilindros. ^{[1] [3]}
• Las válvulas de aislamiento están montadas en tubos conectores del colector que pueden cerrarse para cortar el flujo a través de ese tubo. ^[1]
• Las válvulas de salida controlan el flujo de gas a los reguladores. ^{[1] [3]}
• Se pueden usar válvulas de reserva (en su mayoría obsoletas) para retener parte de la presión para contingencias. ^[3]

En algunos casos, una válvula puede realizar dos funciones: una válvula de cilindro también puede ser una válvula de salida o una válvula de aislamiento y, en algunos casos, cada función puede ser realizada por una unidad modular estructuralmente distinta, con las unidades modulares combinadas para hacer el conjunto del colector. . En otros casos, una sola unidad integrada puede proporcionar más de una función. ^[3]

Construcción

Los componentes estructurales del colector generalmente se mecanizan a partir de una aleación de latón de alta calidad ^[4] y se croman para brindar resistencia a la corrosión y apariencia. El latón se utiliza porque es lo suficientemente fuerte, aceptablemente resistente a la corrosión, fácil de mecanizar y adecuado para el servicio de oxígeno. La válvula de aislamiento utiliza materiales similares, cuando están presentes. Hay disponibles longitudes de colector para conectar diferentes diámetros de cilindros, y la distancia de la línea central puede ajustarse en un rango pequeño.

Colectores aguas arriba

Juego doble conectado por un colector de aislamiento aguas arriba

Colector de buceo con sello de barril

Detalle del colector de buceo que muestra las juntas tóricas del sello del cañón y la rosca izquierda con contratuerca ranurada

Los colectores diseñados para usarse con conjuntos donde se proporciona un regulador para cada cilindro están conectados a las válvulas del cilindro aguas arriba del asiento de la válvula del cilindro, a un puerto de conexión provisto específicamente para este propósito. ^[2]Comúnmente, hay dos estilos de conexión disponibles para esta disposición: sello frontal y sello cilíndrico. Las conexiones del sello frontal son similares al sello de conexión del regulador DIN y consisten en una junta tórica en una ranura maquinada en el extremo del tubo del colector, que se sujeta contra la cara del puerto de la válvula mediante un componente roscado. Los sellos frontales son simples y resistentes, pero dependen de una conexión ajustada para un sello confiable y no permiten ningún ajuste de la distancia entre centros del cilindro. Los sellos de barril utilizan una o dos juntas tóricas en las ranuras alrededor del extremo del tubo del colector, que sellan contra el orificio del puerto de la válvula. Por lo general, se atornillan en el puerto de la válvula con rosca manual y se bloquean en la posición deseada con una contratuerca. Por lo general, son un poco menos resistentes que los colectores de sellado frontal y más vulnerables al daño de la rosca durante el ensamblaje.ya que utilizan un paso de rosca más fino, pero permiten una pequeña cantidad de ajuste de la distancia del centro del cilindro y proporcionan un sello confiable incluso si no están completamente apretados. Los colectores de este tipo se suministran comúnmente en conjuntos que comprenden un colector y válvulas de cilindro del lado izquierdo y derecho compatibles con una opción de especificación de rosca de cuello. Los componentes de trabajo de las tres válvulas del conjunto suelen ser idénticos. El hexágono delLa contratuerca de rosca izquierda generalmente tiene una ranura maquinada para alertar al técnico de la presencia de rosca izquierda. ^[5]

Colectores aguas abajo

Válvulas de cilindro Dräger con colector aguas abajo y palanca de reserva en cilindros gemelos de acero de 140 mm de diámetro y 7 litros

Colector de cilindros Dräger 200 bar aguas abajo para cilindros de 170 mm de diámetro con válvulas DIN

Los colectores anteriores se usaban para conectar cilindros juntos aguas abajo de las válvulas de los cilindros, usando los racores DIN o de yugo en las válvulas de cilindro estándar. Estos colectores generalmente no incluyen una válvula de aislamiento, ya que las válvulas de los cilindros se pueden usar para aislar los cilindros. Sin embargo, tampoco prevén más de un regulador. Algunos de estos colectores anteriores incluyen una válvula de reserva en el punto de conexión del regulador, otros incluyen una válvula de reserva en una de las válvulas del cilindro o no tienen válvula de reserva. ^[3]

Colectores directos

Un tercer estilo de colector, principalmente de interés histórico, se atornilla directamente en la rosca del cuello del cilindro de ambos cilindros y proporciona una sola válvula que controla el flujo de ambos cilindros a un solo conector para un regulador. Estos colectores también pueden incluir una válvula de reserva. Desde el punto de vista de la gestión del gas, son idénticos a un solo cilindro con la misma capacidad. ^[3]

Ventajas

Comparado con un solo cilindro de capacidad equivalente:

• Ergonómico: proporciona un ajuste más cómodo de los cilindros con un perfil más bajo y un centro de masa más cerca de la línea central del buceador, para un mejor equilibrio en el agua.

Comparado con gemelos independientes:

• Simplicidad operativa: la capacidad de respirar durante una inmersión completa desde un solo regulador sin la necesidad de cambiar las segundas etapas, excepto en una emergencia o para cambiar los gases para la descompresión. ^[6]
• Solo es necesario un manómetro sumergible si la válvula de aislamiento está normalmente abierta. ^[6]

Colector de aislamiento en comparación con colector simple:

• Gestión de averías estándar: en caso de avería del regulador o del colector, se puede utilizar un procedimiento estándar para limitar la pérdida de gas. El buceador puede localizar el mal funcionamiento y aislarlo del sistema en funcionamiento cerrando las válvulas necesarias. ^{[1] [6]}

Desventajas

Comparado con gemelos independientes:

• Un colector es un punto único de falla para el suministro de gas, especialmente peligroso en entornos elevados como cuevas o naufragios . Un colector de aislamiento localiza el único punto de falla en la propia válvula de aislamiento.
• Un conjunto de colectores aguas arriba debe vaciarse para dividir si es necesario como individuales.

Comparado con un solo cilindro grande:

• El colector, las válvulas y el segundo cilindro son un costo adicional, tanto para gastos de capital como para mantenimiento.
• El juego de gemelos suele ser más pesado que el sencillo equivalente.

Comparado con el montaje lateral:

• El colector y las válvulas son vulnerables a daños por impacto con el techo y a engancharse.
• Las válvulas son de difícil acceso para muchos buceadores, lo que reduce la eficacia de los procedimientos de aislamiento.

Gestión del colector en emergencias de suministro de gas

Mal funcionamiento del regulador

Si un regulador funciona mal en un conjunto con un colector aguas arriba, el buceador cierra la válvula del cilindro correspondiente y cambia al otro regulador. Todo el suministro de gas restante está disponible para el resto de la inmersión. ^{[1] [6]}

Fuga en la conexión del cilindro

El mal funcionamiento de la conexión del cilindro al colector, aunque es poco común, puede resultar en una pérdida de gas extremadamente violenta. En un equipo con un colector de aislamiento, el buzo cierra la válvula de aislamiento para preservar el gas en el cilindro que no tiene fugas, luego usa el cilindro con fugas mientras queda gas y cambia al cilindro del lado intacto cuando el que tiene fugas está vacío. Al menos la mitad del volumen de gas restante está disponible para el resto de la inmersión. Si no hay una válvula de aislamiento, se puede perder todo el suministro de gas. ^{[1] [6]}

Ver también

• Cilindro de buceo: cilindro de  gas comprimido de alta presión que se utiliza para almacenar y suministrar gas respirable para el buceo.
• Doing It Right (buceo)  - Filosofía técnica de seguridad del buceo
• Colector (mecánica de fluidos)  : estructura que divide o combina el flujo de fluido en canales
• Válvula del cilindro de buceo  : válvula que controla el flujo de gas respirable que entra y sale de un cilindro de buceo
• Habilidades de buceo  : las habilidades necesarias para bucear de forma segura utilizando un aparato de respiración subacuático autónomo.

Referencias

1. Beresford, Michael (2006). CMAS-ISA Advanced Nitrox Diver Manual (3ª ed.). CMAS-ISA.
2. Mount, Tom (agosto de 2008). "9: Configuración del equipo". En Mount, Tom; Dituri, Joseph (eds.). Enciclopedia de exploración y buceo con mezcla de gases (1ª ed.). Miami Shores, Florida: Asociación Internacional de Buzos Nitrox. pag. 95. ISBN 978-0-915539-10-9.
3. Roberts, Fred M. (1963). Basic Scuba: Aparato de respiración subacuático autónomo: su funcionamiento, mantenimiento y uso (2ª ed.). Nueva York: Van Nostrand Reinholdt.
4. "Válvulas y colectores OMS SCUBA" . OMS. 2013 . Consultado el 6 de mayo de 2013 .
5. "Válvula modular premium DGX, derecha (lado típico)" . www.divegearexpress.com . Equipo de buceo Express . Consultado el 27 de enero de 2021 .
6. Jablonski, Jarrod (2006). Haciéndolo bien: los fundamentos de un mejor buceo . High Springs, Florida: Exploradores submarinos globales. ISBN 0-9713267-0-3.