Meccanica degli Erogatori: Pistone, Membrana e Manutenzione per la Sopravvivenza

Ti trovi a 120 metri di profondità. L'acqua è a 4 gradi Celsius. È buio pesto. L'unica cosa che separa i tuoi polmoni dal peso schiacciante dell'Oceano Atlantico è un pezzo di ottone lavorato e qualche O-ring in gomma.

I subacquei ricreativi ai tropici trattano la loro attrezzatura come giocattoli. Gettano gli erogatori nella sabbia. Li sciacquano senza guardare. Danno per scontato che l'aria fluirà sempre.

Io non faccio supposizioni. Nelle immersioni in saturazione, l'ipotesi è il primo passo verso un funerale a bara chiusa.

Per sopravvivere negli abissi, o anche solo per un tuffo freddo in un fiordo, devi capire la meccanica del tuo supporto vitale. Devi sapere come viene ridotta la pressione e perché la scelta della valvola è fondamentale quando la temperatura scende. E devi sapere come pulirla senza distruggerla.

Il Primo Stadio: Domare la Bestia

La bombola sulla schiena contiene gas a circa 3000 psi (200 bar). A volte di più. Se facessi un respiro direttamente da lì, i tuoi polmoni esploderebbero come sacchetti di carta bagnata.

Il primo stadio è il muscolo. Si avvita alla valvola della bombola e riduce quella massiccia pressione a una "pressione intermedia". Questa è solitamente di circa 9-10 bar (135-145 psi) superiore alla pressione ambiente circostante. È un trasformatore di potenza per il gas.

Esistono due modi principali in cui avviene questa magia meccanica: Pistone e Membrana.

Erogatori a Pistone

Gli erogatori a pistone sono semplici. Hanno meno parti mobili. All'interno, un pistone metallico cavo si muove avanti e indietro contro una molla per controllare il flusso d'aria.

Il Bello: Forniscono enormi quantità d'aria. Se sei in profondità e respiri affannosamente, un pistone bilanciato di alta gamma eroga gas senza sforzo.

Il Brutto: Nel design standard, l'acqua entra nella camera della molla principale. Va bene ai Caraibi. In Norvegia? È un disastro. L'acqua gela attorno al pistone. L'erogatore si blocca aperto. Si va in autoerogazione (free flow). La bombola si svuota in pochi secondi. L'oceano si riempie di rumore e bolle. Hai un problema.

Erogatori a Membrana

Questi sono la mia scelta. Una membrana di gomma flessibile separa il meccanismo interno dall'acqua esterna. Un perno trasferisce la pressione dalla membrana alla sede della valvola.

Il Bello: Sono sigillati. L'acqua di mare gelida non tocca mai le parti metalliche mobili all'interno. Sono resistenti al congelamento, al limo e alla sporcizia.

Il Brutto: Hanno più componenti. Sono leggermente più complessi da revisionare. Ma la complessità è un prezzo equo per non avere cristalli di ghiaccio che si formano all'interno del tuo supporto vitale.

Bilanciato vs. Non Bilanciato

Qui è dove la fisica colpisce il tuo portafoglio.

Non Bilanciato: La pressione della bombola aiuta a spingere la valvola in chiusura o in apertura. Man mano che la bombola si svuota e la pressione cala, lo sforzo respiratorio cambia. Diventa più difficile respirare quanto più vai profondo e quanto più si svuota la bombola. Questi sono economici. Attrezzatura da noleggio. Non ne userei uno nemmeno per pulire la mia piscina.

Bilanciato: Il meccanismo è progettato in modo che la pressione della bombola non influenzi la forza richiesta per aprire la valvola. Ottieni la stessa erogazione d'aria a 200 bar come a 50 bar. Ottieni la stessa facilità di respirazione a 10 metri come a 100 metri. Se ti immergi profondo, ti immergi con un bilanciato.

Ecco lo schema per i pragmatici:

Il Secondo Stadio: La Valvola a Domanda

Il gas lascia il primo stadio attraverso una frusta a pressione intermedia. Arriva al secondo stadio. Questo è il pezzo che tieni in bocca.

Il secondo stadio prende quei 140 psi e li abbassa alla pressione ambiente. È una "valvola a domanda" (demand valve). Ti dà gas solo quando inspiri.

All'interno c'è una leva. Quando inspiri, la pressione all'interno della cassa scende. La membrana (diversa da quella del primo stadio) viene spinta verso l'interno dalla pressione dell'acqua esterna. Colpisce la leva. La leva apre la valvola. Ricevi aria.

Quando espiri, spingi la membrana verso l'esterno, la leva si chiude e la valvola di scarico si apre per far uscire le bolle.

Semplice. Ma se è regolato male, combatti per ogni respiro. Questo è il "lavoro respiratorio" (work of breathing). Un alto lavoro respiratorio porta all'accumulo di CO2. L'accumulo di CO2 porta al panico. Il panico porta alla morte.

Manutenzione: Non Essere un Idiota

Ho visto subacquei finire un'immersione, gettare l'erogatore in una vasca di risciacquo senza il tappo parapolvere e andarsene.

Se fossi il loro supervisore, li licenzierei.

La parte più critica del primo stadio è il filtro sinterizzato. È una piccola maglia metallica all'ingresso. Impedisce alla ruggine e alla polvere della bombola di entrare nella delicata sede ad alta pressione.

Se lasci che l'acqua entri nell'ingresso del primo stadio, stai allagando il sistema ad alta pressione. L'acqua corroderà le molle. Degraderà i lubrificanti. Rovinerà il manometro.

Il Protocollo di Pulizia

1. Assicura il tappo parapolvere: Prima che l'acqua tocchi l'erogatore, il tappo deve essere sull'ingresso del primo stadio. Deve essere asciutto. Deve essere stretto. Se usi valvole DIN (come dovresti, le valvole a staffa o yoke sono per i turisti), assicurati che il tappo a vite sia sigillato.
2. Nessun risciacquo ad alta pressione: Non puntare un getto d'acqua violento sul primo stadio con una pompa. Potresti forzare l'acqua oltre le guarnizioni. Solo flusso delicato.
3. Non premere il pulsante di spurgo: Quando l'erogatore è in ammollo e non è pressurizzato, non premere mai il pulsante di spurgo (purge button) sul secondo stadio. Questo apre la valvola e permette all'acqua di risalire lungo la frusta ed entrare nel primo stadio. Vedo gente farlo continuamente nelle vasche di risciacquo. Stanno allagando la propria attrezzatura.
4. Lascialo in ammollo: I cristalli di sale induriscono come cemento. Un rapido tuffo non serve a nulla. Lascialo in ammollo in acqua dolce per un'ora. Lascia che il sale si dissolva.
5. Asciugalo: Appendilo. Tienilo lontano dalla luce diretta del sole. I raggi UV distruggono le fruste di gomma.

Segnali che la tua attrezzatura sta morendo

Il guasto meccanico raramente accade istantaneamente. La macchina ti avverte. Devi solo ascoltare.

1. Il Sibilio (Perdite)

Se senti un sibilio dal primo stadio quando pressurizzi la bombola, hai un guasto a un O-ring o alla sede ad alta pressione. Non immergerti. Se quella sede cede sott'acqua, la pressione intermedia schizzerà. Il secondo stadio non sarà in grado di trattenerla. Andrà in autoerogazione violenta.

2. Aumento della Pressione Intermedia (IP creep)

A volte l'ago del manometro sussulta. O il secondo stadio espelle una piccola bolla ogni pochi secondi. Questo è il "creep della pressione intermedia" (IP creep). La sede ad alta pressione all'interno non sta sigillando perfettamente. La pressione trafila dal lato bombola al lato frusta. Alla fine, forzerà l'apertura del secondo stadio. Necessita di un tecnico.

3. Aumento della Resistenza Respiratoria

Se devi aspirare con forza per avere aria, qualcosa non va. Il filtro potrebbe essere intasato. L'altezza della leva potrebbe essere troppo bassa. Il lubrificante potrebbe essersi seccato. La respirazione faticosa causa stress. Lo stress uccide.

Una Lezione Fredda

Ricordo un lavoro nel Mare del Nord. Inverno. Stavamo lavorando sulla flangia di una condotta. Usavo un erogatore di riserva che non revisionavo da due anni. Pensavo fosse a posto. Era solo un backup.

Passai a quello durante un cambio gas. L'acqua era vicina al congelamento. Nel momento in cui feci un respiro, il pistone non sigillato congelò. Lo shock termico fu eccessivo. L'erogatore si bloccò aperto.

Mi sembrò che qualcuno mi avesse infilato una manichetta antincendio in gola. Il gas mi colpì con una tale forza che le guance iniziarono a sventolare. Dovetti parzializzare la valvola della bombola solo per respirare senza danni ai polmoni. Abortii l'immersione. Persi la paga. Sembravo un dilettante.

Da allora, controllo tutto. Revisiono la mia attrezzatura ogni anno, indipendentemente dal numero di immersioni effettuate.

Il metallo corrode. La gomma marcisce. Il sale distrugge.

Il tuo erogatore è l'unica cosa che ti permette di visitare il mondo ostile sotto la superficie. Trattalo con rispetto. Sciacqualo correttamente. Revisionalo spesso.

Oppure resta sulla barca. Fa più caldo lì, comunque.