Escafandra autónoma

Aqua-Lung ^{[1] fue el primer} aparato de respiración subacuática autónomo de circuito abierto (o "scuba") que alcanzó popularidad mundial y éxito comercial. Esta clase de equipo ahora se conoce comúnmente como regulador de buceo de doble manguera , ^[2] o válvula de demanda . El Aqua-Lung fue inventado en Francia durante el invierno de 1942-1943 por dos franceses: el ingeniero Émile Gagnan y Jacques Cousteau , que era teniente naval ( en francés : lieutenant de vaisseau ). Permitió a Cousteau y Gagnan filmar y explorar bajo el agua con mayor facilidad. ^[3]

La invención revolucionó el buceo submarino autónomo al proporcionar un sistema compacto y confiable capaz de alcanzar un mayor rango de profundidad y resistencia que sus precursores, y fue un factor importante que influyó en el desarrollo del buceo recreativo después de la Segunda Guerra Mundial.

El regulador de demanda Aqua-Lung de doble manguera es la base de todos los reguladores de buceo modernos. Se utiliza un diafragma para controlar una válvula que suministra el gas respirable al buceador cuando lo necesita, a presión de agua ambiente. Sin embargo, el diseño ha cambiado a un sistema de una sola manguera, donde la segunda etapa se separa de la primera etapa junto con la válvula de escape, ya que deben mantenerse a la misma profundidad y reposicionarse en la boca del buceador, eliminando la necesidad de la manguera de escape y permitiendo el uso de una manguera más resistente y de menor diámetro para el suministro de gas de presión intermedia a la válvula de la segunda etapa en la boquilla, pero aumentando la carga en la mandíbula del buceador y liberando burbujas más cerca de los ojos y los oídos.

El Aqua-Lung es un sistema autónomo de demanda de circuito abierto , lo que significa que el gas respirable se suministra desde un depósito de alta presión transportado por el buceador cuando lo necesita, cuando el buceador inhala y reduce la presión en la manguera de suministro; posteriormente, el flujo se corta cuando no se necesita. Una vez respirado, el gas exhalado se expulsa al entorno. Los sistemas de buceo inventados antes del Aqua-Lung eran principalmente equipos de rebreather de circuito cerrado , en los que el gas respirable fluye a través de una manguera a presión ambiente hasta el buceador, y el gas exhalado se devuelve a través de un depurador que elimina el dióxido de carbono, a un depósito de contrapulmón. Se agrega algo de gas fresco para mantener el contenido de oxígeno y luego se vuelve a hacer circular al buceador en un circuito cerrado. En los sistemas de flujo libre de circuito abierto, el aire se suministra a una velocidad aproximadamente constante y el buceador utiliza solo una parte relativamente pequeña del gas que pasa.

El regulador Aqua-Lung original era una unidad de una sola etapa, empaquetada en una carcasa circular de latón montada en la válvula del cilindro detrás del cuello del buceador. El gas a alta presión fluye hacia el regulador desde la salida de la válvula del cilindro y es bloqueado por la válvula de demanda. Cuando el buceador consume gas a presión ambiente, la presión cae en la cámara de baja presión y el diafragma se deforma hacia adentro presionando contra el elevador de la válvula. Esto abre la válvula de alta presión permitiendo que el gas fluya más allá del asiento de la válvula hacia la cámara de baja presión. Cuando el buceador deja de inhalar, la presión en las cámaras de baja presión aumenta rápidamente hasta que el diafragma regresa a su posición neutra y ya no presiona el elevador de la válvula, cerrando el flujo hasta que se toma la siguiente respiración. En un regulador de una sola etapa, el caudal a través del orificio de la válvula de demanda variará según la presión del cilindro para el mismo tamaño de apertura, y la fuerza de apertura requerida variará según la presión de entrada y el área del orificio, lo que hace que el caudal varíe a medida que cambia la presión en el cilindro. El caudal también se ve afectado por la presión aguas abajo, que varía con la profundidad, por lo que el esfuerzo respiratorio podría variar considerablemente durante una inmersión, incluso sin tener en cuenta la actitud del buceador. ^{[4] : 9–13  [5] : Ch3}

Los modelos posteriores incluyeron un regulador de primera etapa para proporcionar aire a la válvula de demanda a una presión más baja, compensada por la profundidad, lo que permitió un control más preciso y una mayor sensibilidad a las pequeñas diferencias de presión sobre el diafragma de la segunda etapa, pero menos sensibilidad a la variación de la presión del cilindro durante la inmersión, ambas características deseables. Tanto los mecanismos de válvula de primera como de segunda etapa del regulador están empaquetados en la carcasa de latón circular montada en la válvula del cilindro detrás del cuello del buceador. El gas de alta presión fluye hacia el regulador desde la salida de la válvula del cilindro y es bloqueado por la válvula de primera etapa. La primera etapa reduce la presión del cilindro a una presión entre etapas, unos pocos bares bastante constantes más alta que la presión ambiental, establecida por un resorte ajustable que precarga el diafragma. Luego, el gas de respiración entre etapas se reduce a presión ambiental por la segunda etapa. ^{[4] : 17–20  [5] : Ch3}

El diafragma de la primera etapa es una cubierta flexible accionada por resorte que cubre la cámara de presión entre etapas. Cuando el buceador consume gas de la segunda etapa, la presión en la cámara entre etapas cae y el diafragma se deforma hacia adentro, empujando contra el elevador de la válvula. Esto abre la válvula de alta presión, lo que permite que el gas fluya más allá del asiento de la válvula hacia la cámara entre etapas. Cuando el buceador deja de inhalar, la presión en las cámaras de baja presión aumenta rápidamente hasta que el diafragma regresa a su posición neutra y ya no presiona el elevador de la válvula, interrumpiendo el flujo hasta que se realiza la siguiente inhalación. ^{[4] : 9–13  [5] : Ch3}

La segunda etapa, o válvula de demanda, mantiene el gas en la cámara intermedia hasta que se abre mediante una reducción de presión en la cámara de baja presión. Reduce la presión del suministro de aire entre etapas a casi la presión ambiental cuando el buzo inhala el aire en la cámara de baja presión y el diafragma de baja presión, más grande y sensible, se desvía hacia adentro para empujar contra la palanca que opera la válvula de segunda etapa. Cuando el buzo deja de inhalar, el flujo continúa solo hasta que la presión en la cámara de baja presión equilibra la presión del agua ambiental en el exterior del diafragma de baja presión. ^{[5] : Ch3}

Para evitar el flujo libre o la contrapresión excesiva del escape, la válvula de escape debe estar a la misma profundidad que el diafragma, y ​​el único lugar confiable para hacerlo es en la misma carcasa. El aire fluye a través de un par de mangueras de goma corrugada de gran diámetro hacia y desde la boquilla. La manguera de suministro está conectada a un lado del cuerpo del regulador y suministra aire a la boquilla a través de una válvula antirretorno, y el aire exhalado regresa a la carcasa del regulador en el exterior del diafragma, también a través de una válvula antirretorno en el otro lado de la boquilla y a través de otra válvula de escape antirretorno en la carcasa del regulador. ^[5] Las válvulas antirretorno instaladas en cada una de las mangueras de respiración donde se conectan a la boquilla evitan que el agua que ingresa a la boquilla pase a la manguera de inhalación y garantizan que una vez que se insufla en la manguera de exhalación, no pueda fluir hacia atrás. Esto aumenta ligeramente la resistencia del flujo de aire y el trabajo de respiración , pero hace que el regulador sea más fácil de vaciar, en particular cuando el buceador no tiene suficiente aire en sus pulmones para vaciarlo con una exhalación brusca. Al girar en la dirección correcta en una posición horizontal, el agua atrapada fluirá por gravedad hacia la manguera de escape, y cuando la boquilla es más superficial que el diafragma, el regulador tenderá a fluir libremente cuando salga de la boca, lo que también se puede utilizar para purgar la manguera de inhalación. ^{[5] : 341}

Lo ideal es que la presión suministrada sea igual a la presión en reposo en los pulmones del buceador, ya que así es como están adaptados los pulmones humanos para respirar. Con un regulador de doble manguera detrás del buceador a la altura de los hombros, la presión suministrada cambia con la orientación del buceador. Si el buceador se da vuelta sobre su espalda, la presión de aire liberada es mayor que en los pulmones. Los buceadores aprendieron a restringir el flujo usando la lengua para cerrar la boquilla. Cuando la presión del cilindro estaba baja y el esfuerzo de demanda de aire aumentaba, un giro hacia el lado derecho facilitaba la respiración. ^{[5] : 341} Levantar la boquilla por encima del regulador aumenta la presión suministrada de gas en la boca y aumenta la resistencia de escape, y bajar la boquilla reduce la presión suministrada y aumenta la resistencia de inhalación.

Un regulador de respiración subacuática anterior, conocido como régulateur , fue inventado en Francia en 1860 por Benoît Rouquayrol . Primero lo concibió como un dispositivo para ayudar a escapar de minas inundadas. El regulador Rouquayrol fue adaptado al buceo en 1864, cuando Rouquayrol conoció al teniente de vaisseau Auguste Denayrouze . El aparato Rouquayrol-Denayrouze entró en producción en masa y comercialización el 28 de agosto de 1865, cuando el Ministro de Marina francés ordenó las primeras unidades. ^[6]

Después de 1884, varias empresas y empresarios compraron o heredaron la patente y la produjeron hasta 1965. En 1942, durante la ocupación alemana de Francia, la patente quedó en manos de la empresa Bernard Piel ( Établissements Bernard Piel ). ^[7] Uno de sus aparatos pasó a manos de Émile Gagnan , un ingeniero empleado por la empresa Air Liquide . Gagnan lo miniaturizó y lo adaptó a los generadores de gas en respuesta a la escasez de combustible, que era consecuencia de la requisición alemana. El jefe de Gagnan, Henri Melchior, sabía que su yerno Jacques-Yves Cousteau estaba buscando un regulador automático de demanda para aumentar la resistencia útil del aparato de respiración subacuática inventado por el comandante Yves le Prieur , ^[8] por lo que presentó a Cousteau a Gagnan en diciembre de 1942. Por iniciativa de Cousteau, el regulador de Gagnan fue modificado para su uso en buceo. Cousteau y Gagnan obtuvieron una patente unas semanas después, en 1943. ^[9] Después de la guerra, en 1946, ambos hombres fundaron La Spirotechnique como una división de Air Liquide para producir en masa y vender su invento, esta vez bajo una nueva patente de 1945, y conocida como CG45 ("C" por Cousteau, "G" por Gagnan y "45" por 1945). Este mismo regulador CG45, producido durante más de diez años y comercializado en Francia a partir de 1946, fue el primero en llamarse "Aqua-Lung". En Francia, los términos scaphandre autonome ("equipo de buceo autónomo"), scaphandre Cousteau-Gagnan ("equipo de buceo Cousteau-Gagnan") o CG45 tenían suficiente significado para la comercialización, pero para vender su invento en países de habla inglesa, Cousteau necesitaba un nombre atractivo que siguiera los estándares del idioma inglés. Luego acuñó el nombre comercial Aqua-Lung .

A finales de los años 1940 y principios de los años 1950, La Spirotechnique comenzó a exportar el Aqua-Lung y a alquilar su patente a empresas extranjeras como la británica Siebe Gorman . El equipo fue un gran éxito en comparación con el aparato Rouquayrol-Denayrouze, que era limitado porque la tecnología de su época solo podía producir tanques de aire comprimido que podían contener 30 atmósferas , lo que permitía inmersiones de solo 30 minutos a no más de diez metros de profundidad. ^[10] Antes de 1945, los buceadores franceses preferían el traje de buceo estándar tradicional con casco de cobre y aire respirable suministrado desde la superficie. Cuando el Aqua-Lung estuvo disponible para uso comercial, los buceadores de todo el mundo encontraron que el equipo Cousteau-Gagnan era más pequeño y más fácil de usar que el aparato Le Prieur o Rouquayrol-Denayrouze. El Aqua-Lung también podría montarse en tanques de aire más fuertes y confiables que contengan hasta 200 atmósferas, ^[11] lo que permite extender la duración del buceo a más de una hora a profundidades significativas, incluido el tiempo necesario para las paradas de descompresión .

Los primeros Aqua-Lung de Cousteau-Gagnan (como el CG45 de 1945 o el Mistral de 1955) eran equipos de buceo de circuito abierto con dos mangueras . Desde entonces, varios fabricantes han fabricado configuraciones similares con distintos detalles de diseño y número de cilindros. Al igual que el equipo de buceo de circuito abierto con reguladores de una sola manguera, consistían en uno o más cilindros de buceo de alta presión y un regulador de buceo (el Aqua-Lung ) que suministraba al buceador gas respirable a presión ambiente a través de una válvula de demanda. Durante más de diez años, visto en las películas Épaves ( Naufragios , 1943) y Le Monde du silence ( El mundo silencioso , 1956), el principal equipo de buceo utilizado por Cousteau y sus buceadores fue un Aqua-Lung montado en tres cilindros de buceo, uno de los cuales se utilizaba como reserva. ^[12] El Aqua-Lung permitió a los buceadores pasar más tiempo bajo el agua y, junto con la invención de varias cámaras submarinas, filmar y explorar con mayor libertad. ^[13]

El Aqua-Lung no fue el primer aparato autónomo de respiración subacuática, pero sí el primero en ser ampliamente popular. En 1934, René Commeinhes desarrolló un aparato de respiración para bomberos que fue adaptado para el buceo como el GC-42, y patentado en abril de 1942 (n.° 976.590) por su hijo Georges en 1937. Fue utilizado por la Armada francesa durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial. Era un sistema de circuito abierto alimentado por dos cilindros de 200 bar y utilizaba un regulador de una sola etapa para suministrar gas a una bolsa entre los dos cilindros montados en la espalda a una presión ligeramente superior a la ambiental. Luego, el gas se suministraba al lado izquierdo de una máscara facial completa mediante una manguera de goma corrugada y se expulsaba directamente desde el lado derecho de la máscara. ^[14]

No está claro quién inventó el primer regulador de una sola manguera. La invención fue motivada por un esfuerzo para eludir la patente de Aqua-Lung sobre el regulador de dos mangueras, que implicaba el retorno del gas de escape al regulador para reducir la presión diferencial y, por lo tanto, reducir la cantidad y variación de sobrepresión o subpresión del gas respirable en los pulmones. El regulador de una sola manguera logra esto reubicando el diafragma de detección de presión de la segunda etapa en el punto de escape en la boquilla, en lugar de dirigir el escape de regreso al diafragma del regulador en el cilindro.

Un anuncio en Popular Mechanics de octubre de 1950 ofrecía a la venta un regulador de una sola manguera de Divers Supply en Wilmington, California. ^[15] Casi al mismo tiempo que Divers Supply comenzó a vender el regulador Sport Diver, el australiano Ted Eldred diseñó un regulador de una sola manguera de dos etapas que comercializó en Australia como Porpoise . ^[16] Prácticamente todos los reguladores de buceo de circuito abierto modernos utilizan el diseño de dos etapas de una sola manguera, aunque Aqualung comercializó un modelo Mistral modernizado de dos mangueras en 2005 y 2006. ^[17]

Aqualung , Aqua-Lung y Aqua Lung son marcas registradas de equipos de respiración para buceo. Ese nombre comercial era originalmente propiedad en los Estados Unidos de una empresa conocida como US Divers (ahora Aqua Lung America ). El término se usaba antes de que la marca fuera registrada por René Bussoz, propietario de una tienda de artículos deportivos llamada René Sports en Los Ángeles. Obtuvo un contrato con Air Liquide , la empresa matriz de Aqua Lung/La Spirotechnique , para importar el nuevo equipo de buceo a los Estados Unidos para su venta en la costa del Pacífico (SPACO Inc. tenía el contrato para la costa atlántica). Bussoz cambió el nombre de su empresa a US Divers y registró el nombre Aqua-Lung. Esto resultó ser una decisión acertada, porque cuando la empresa francesa decidió no renovar su contrato de cinco años, nadie había oído hablar de su producto, pero todos estaban familiarizados con los nombres que había registrado. Bussoz vendió la empresa y los nombres comerciales por una ganancia considerable, y regresó a Francia. El nombre US Divers sonaba muy oficial y muy americano, pero era propiedad de un francés y fue vendido a una empresa francesa.

Air Liquide poseía la patente del "Aqualung" original (también escrito como "Aqua-Lung" o "Aqua Lung") hasta que la patente expiró en algún momento entre 1960 y 1963. El término "Aqualung", hasta donde se sabe, apareció impreso por primera vez en la página 3 del primer libro de Jacques-Yves Cousteau , The Silent World , en 1953. El uso público de la palabra "aqualung", y el interés público en los Aqualungs y el buceo, comenzaron alrededor de 1953 en los países de habla inglesa por un artículo de la National Geographical Society Magazine sobre la expedición arqueológica submarina de Cousteau a Grand Congloué  [fr] . En Francia, el buceo con escafandra autónoma se popularizó con la película Épaves de Cousteau , mientras que su libro The Silent World también ayudó significativamente.

Al igual que con otras marcas registradas , el término "aqualung" se convirtió en una marca genérica en los países de habla inglesa como resultado de su uso común por parte del público y en publicaciones, incluidos los manuales oficiales de buceo de la BSAC . Es de suponer que los abogados de Cousteau o Air Liquide podrían haber ralentizado o detenido esta generalización tomando medidas rápidas, pero parece que esto no se hizo en Gran Bretaña, donde Siebe Gorman poseía los derechos británicos tanto del nombre comercial como de la patente.

En los Estados Unidos, el término aqualung se popularizó gracias a la popular serie de televisión Sea Hunt (1958), en la que aparecieron Aqua-Lungs reales en los primeros episodios. Esta serie nunca dijo que un regulador de buceo pudiera llamarse de otra manera o ser fabricado por cualquier otra persona, pero la Voit Rubber Corporation proporcionó la mayor parte del equipo de buceo utilizado en la serie y suministró a Mike Nelson, el personaje principal. La palabra "aqualung" se usó comúnmente en el habla y en publicaciones como un término para un aparato de respiración de circuito abierto controlado por válvula de demanda (incluso después de que expirara la patente de Air Liquide y otros fabricantes comenzaran a fabricar equipos idénticos), ocasionalmente también para rebreathers y en usos figurativos (como "el aqualung de burbujas de aire de la araña de agua "). La palabra entró en el idioma ruso como el sustantivo genérico акваланг ("akvalang"). Esa palabra fue adoptada en lituano como el sustantivo genérico "akvalangas"; Resulta que "langas" en lituano significa "ventana", lo que le da un significado literal de "ventana acuática".

En Estados Unidos, US Divers logró mantener "Aqualung" como marca registrada. El acrónimo "SCUBA", o "Self Contained Underwater Breathing Apparatus", se originó en la Marina de los Estados Unidos , donde se refería al rebreather de oxígeno de un hombre rana diseñado por Christian J. Lambertsen . SCUBA se convirtió en el término genérico para cualquier tipo de equipo de respiración autónomo para buceo, y pronto el acrónimo SCUBA se convirtió en un sustantivo común - " scuba " - todo en minúsculas. "Scuba" fue una marca registrada durante un tiempo - utilizada por Healthways , ahora conocida como Scubapro  - uno de los competidores de US Divers. ^{[ cita requerida ]}

En Gran Bretaña, Siebe Gorman (que poseía los derechos del nombre comercial "Aqualung") no hizo ningún intento serio de controlar el uso de la palabra, y "aqualung" siguió siendo una palabra genérica pública común para ese tipo de aparato, incluso en las publicaciones oficiales del British Sub-Aqua Club , durante muchos años.

Aqua Lung America , el nombre actual de la empresa US Divers, ahora fabrica rebreathers cuyos nombres comerciales o descripciones de catálogo incluyen la palabra "Aqualung". El nombre US Divers ahora se usa como marca registrada por Aqua Lung America para su línea de equipos de esnórquel . ^{[ cita requerida ]}

• Cronología de la tecnología del buceo  : lista cronológica de eventos notables en la historia de los equipos de buceo submarino
• Historia del buceo
• Equipo de buceo  : equipo autónomo de respiración subacuática
• Regulador de buceo  : mecanismo que controla la presión de un suministro de gas respirable para el buceo.

• Sitio web del fabricante de Aqua Lung Archivado el 15 de marzo de 2015 en Wayback Machine

• La invención del Aqualung, un original de Cousteau

• Archivos de la Sociedad Cousteau