1. For di mina di karbon te na mundu bou di awa

Ta un tiki sorprendente, pero historia di buseo moderno ku aira komprimí no a kuminsá bou di awa, sino profundo bou di tera, den minanan di karbon na Fransia. Hende tabata busea kaba pa miles di aña, i den diferente pais tabatin eksperimento ku aparatonan pa hala rosea bou di awa. Pero algun di e desaroyonan mas importante a sali for di Fransia. I e promé aparato no tabata destiná pa buseadónan, sino pa minadónan ku mester a drenta galeria peligroso kaminda tabatin gas.

Den 1860, e ingeniero di mina franses Benoît Rouquayrol a desaroyá un aparato di respirashon ku por a wordu usá durante trabou di salbamentu den e kondishonnan aki. Algun aña despues, el a topa Auguste Denayrouze, un ofisial di marina ku tabata temporalmente for di servisio pa motibu di problemanan di salú. Denayrouze a komprondé ku e invento di Rouquayrol por a ta útil tambe bou di awa. Huntu nan a desaroyá den 1864 un aparato di buseo ku un depósito di aira komprimí i un sistema ku tabata suministrá aira ora e buseadó hala rosea. Asina un ingeniero di mina i un ofisial di marina a pone un base importante pa buseo moderno ku aira komprimí.

E kantidat di aira disponibel tabata ainda limitá. Pa buseonan mas largu, generalmente tabata nesesario pa sigui suministrá aira for di superfisie. Tòg, e aparato tabata revolushonario: pa promé biaha un buseadó por a usa un sistema ku tabata regulá suministro di aira automáticamente segun su respirashon. E invento aki tambe a inspirá Jules Verne pa e ekipo di buseo di kapitán Nemo i su tripulashon den su novela famoso Binti mil mia bou di laman (1870). Ora Nemo i su tripulashon ta kana riba fondo di laman, nan no ta usa solamente un aparato imaginario di siensia fikshon, sino ekipo basá riba un invento franses ku tabata eksistí for di 1864.

Un siguiente paso importante a sigui den 1926, ora e ofisial di marina i ingeniero franses Yves Le Prieur, huntu ku Maurice Fernez, a presentá un aparato di buseo independiente. Ku e aparato aki, un buseadó por a move bou di awa sin dependé di suministro di aira for di superfisie. Le Prieur a usa silindernan industrial di staal, di un tipo ku tabata wordu produsí pa Michelin, e kompania konosí pa su tayèrnan. E silindernan tabatin un volumen di mas o ménos tres liter i tabata yená ku aira komprimí na rondó di 150 atmósfera. Nan tabata kargá na lomba, manera nos ta hasi ku bòtèrnan di buseo moderno. Pero e suministro di aira mester a wordu regulá manualmente, loke tabata hasi e sistema ménos efisiente i ménos konfortabel ku e reguladónan di awe.

E gran adelanto a yega den 1943, ora e ofisial di marina i eksploradó franses Jacques-Yves Cousteau (1910–1997), huntu ku e ingeniero Émile Gagnan (1900–1979), a desaroyá e famoso Aqua-Lung. Durante Segunda Guera Mundial, Gagnan tabata traha ku reguladónan di preshon pa motornan ku ta funshoná ku gas. Huntu ku Cousteau, el a adaptá e teknologia aki pa uso bou di awa. Nan inovashon prinsipal tabata un reguladó di buseo ku tabata suministrá aira solamente ora e buseadó hala rosea, adaptando e suministro na e preshon di ambiente. Asina tabata pèrdè hopi ménos aira ku den sistemanan ku un fluho kontinuo.

E promé aparatonan Aqua-Lung tabata usa diferente silinder di staal kargá na lomba. Esaki a permití buseadónan keda mas largu bou di awa i move ku mas libertat. Despues di guera, e sistema a sigui desaroyá i a bira disponibel komersialmente, entre otro via e kompania franses La Spirotechnique. Asina buseo independiente ku aira komprimí a bira aksesibel pa un públiko mas grandi, i e base tékniko di buseo deportivo moderno a keda establecí.

Aunke e aparatonan di respirashon a sigui mehorá desde tempu di Cousteau i Gagnan, e prinsipio básiko di un bòtèr di buseo a keda relativamente simpel: un recipiente fuerte ku ta kontené un kantidat grandi di aira pa hala rosea bou di preshon haltu, será ku un kraan. Pero e silinder mes a pasa pa un desaroyo impresionante. E promé silindernan pesado di staal a habri kaminda pa bòtèrnan mas fuerte, mas konfiabel i mas versátil. Pa komprondé kon esaki a bira posibel, nos no mester wak solamente historia di buseo, sino tambe historia di e materialnan ku ta wordu usá pa fabriká bòtèrnan. I e historia aki ta kuminsá ku e metal ku a kambia industria di siglo diesnuebe pa semper: staal.

De moderne duikuitrusting ontstond niet van de ene op de andere dag. Van de vroege ademapparatuur van Rouquayrol en Denayrouze (1864), via de persluchtuitrusting van Yves Le Prieur (1934), tot de autonome duikapparatuur van Jacques-Yves Cousteau en Émile Gagnan (1943): iedere ontwikkeling bracht de duiker een stap dichter bij de vrijheid om zelfstandig onder water te ademen.

2. Dos metal, dos historia

E promé bòtèrnan di buseo tabata di staal. Esaki no ta sorprendente. Heru i staal tabata entre e materialnan mas importante di Revolushon Industrial europeo. Nan a forma e base pa konstrukshon di ferokaril i brug, barku i mashin, i pa desaroyo di recipiëntnan industrial ku por a resistí preshon kada bes mas haltu. Prinsipalmente durante e segunda mitat di siglo diesnuebe, produkshon di staal na gran eskala a posibilitá un progreso teknológiko enorme. Eventualmente, e promé aparatonan di buseo independiente tambe a benefisiá di esaki.

Staal ta un aleashon di heru ku un kantidat relativamente chikí di karbon. E heru ta wordu ekstrayé for di mineral di heru, ku durante siglo diesnuebe tabata wordu eksplotá na gran eskala den regionnan industrial europeo, manera Valonia i e region di Ruhr. Huntu ku karbon, e mineral aki tabata un di e materianan prima mas importante di Revolushon Industrial. Den hornonan haltu tabata transformá e mineral di heru den heru krudo, usando kok, un kombustibel produsí for di karbon. Despues tabata refiná e heru krudo pa produsí staal.

Metodonan nobo di produkshon a hasi posibel pa produsí staal na kantidat kada bes mas grandi i na kosto kada bes mas abou. Asina staal a bira un material indispensable pa ferokaril, brug, barku, mashin i finalmente tambe pa silindernan di preshon haltu. Den e sentido aki, nos por konsiderá e promé bòtèrnan di buseo di staal komo un produkto direktamente relashoná ku Revolushon Industrial europeo.

Staal tabata fuerte, relativamente barata i kapas di resistí karganan mekániko grandi. Segun industria di staal a sigui desaroyá, a bira posibel pa fabriká silindernan kada bes mas fuerte i konfiabel, ku por a resistí preshonnan mas haltu. E promé aparatonan di buseo independiente tabata usa precisamente e tipo aki di depósito di aira komprimí. Pero aunke staal a dominá produkshon di bòtèrnan di buseo durante hopi tempu, den e segunda mitat di siglo binti un alternativa importante a kuminsá gana tereno: aluminio.

Historia di aluminio a kuminsá di un manera bastante diferente. Den 1855, e químiko franses Henri Sainte-Claire Deville a presentá e metal na Eksposishon Universal na Paris. Na e tempu ei, aluminio tabata un kuriosidat kostoso, ku por a kompetí ku oro den balor. Awe nos ta usa aluminio asta pa papel di kushina ku nos ta benta despues di solamente algun minüt. Probablemente e metalúrgikonan di siglo diesnuebe lo a keda bastante sorprendí si nan por a mira esaki. Ku aluminio a bira un material di uso diario ta danki na desaroyo di metodonan nobo di produkshon.

E materia prima prinsipal pa aluminio ta bauxita, un tipo di mineral ku a haña su nòmber for di e pueblo di Les Baux-de-Provence, den sur di Fransia, kaminda nan a deskubrí e mineral. Solamente ku desaroyo di proseso industrial di elektrólisis na final di siglo diesnuebe, produkshon di aluminio na gran eskala a bira posibel. Durante siglo binti, aluminio a bira un material importante pa konstrukshon, aviashon, industria automobilístiko i fabrikashon di mashin. Ora nan ta kombiná aluminio ku kantidatnan chikí di otro elemento, manera magnesio, silisio i koper, nan a desaroyá aleashonnan konsiderablemente mas fuerte ku aluminio puro.

For di añanan sesenta, silindernan di aluminio tabata wordu usá kada bes mas pa almacená aira komprimí. Pero e gran adelanto den merkado di buseo rekreativo a yega den añanan setenta. Den 1973 a aparesé e bòtèr di aluminio ku un kapasidat nominal di 80 pia kúbiko, mihó konosí komo AL80, ku un preshon di trabou di 3.000 psi, aproximadamente 207 bar. E modelo aki a bira un di e bòtèrnan di buseo mas usá na mundu. Prinsipalmente na Estadonan Uní i den region di Karibe, bòtèrnan di aluminio a bira hopi popular, miéntras ku na Europa staal a mantené un parti importante di merkado. E diferensianan geográfiko aki ainda ta visibel awe.

Aluminio tin algun propiedat atraktivo. E material ta resistí hopi forma di koroshon, ta relativamente fásil pa prosesá den industria i tin un densidat hopi mas abou ku staal. Sin embargo, esaki no ta nifiká automáticamente ku un bòtèr di aluminio ta mas lihé. Pasobra e aleashonnan di aluminio ku ta usa pa bòtèrnan di buseo generalmente ta ménos fuerte ku e tiponan di staal ku ta usa pa e mesun propósito, e paretnan di un bòtèr di aluminio mester ta konsiderablemente mas diki. P'esei un AL80 di aluminio por pesa mas, ora e ta bashí, ku un bòtèr di staal ku un kapasidat di gas komparabel.

Bou di awa e diferensianan ta bira ainda mas interesante. No solamente e peso di e metal ta konta, sino tambe e volumen eksterno di e silinder i e kantidat di awa ku e ta desplazá. Esaki ta influenshá flotabilidat di e bòtèr, i nos lo bolbe riba e tema aki mas detayadamente den e siguiente parti di nos serie.

Staal i aluminio tin kada un su propio historia i propiedatnan. Un metal a bira indispensable durante Revolushon Industrial, miéntras ku e otro a kuminsá komo un kuriosidat kostoso i despues a bira un material komun pa konstrukshon. Tur dos a demostrá ku nan ta apropiá pa almacená aira pa hala rosea bou di preshon haltu. Pero pa fabriká un bòtèr di buseo no ta sufisiente pa skohe solamente e metal korekto. E recipiente mester ta fuerte, pero tambe fabriká ku un presishon i kuidou extraordinario. I precisamente aki produkshon di un silinder moderno di preshon haltu ta diferensiá di fabrikashon di un tubo komun di metal.

Staal en aluminium beginnen hun leven als grondstoffen uit de aarde, maar volgen daarna heel verschillende productieroutes. IJzererts wordt met behulp van onder meer cokes en kalksteen omgezet in ijzer en vervolgens staal, terwijl uit bauxiet via aluminiumoxide en elektrolyse aluminium wordt gewonnen. Beide metalen worden uiteindelijk gevormd tot sterke, drukbestendige duikflessen.

3. Kon ta fabriká un bòtèr ku por resistí shen di bar?

Un bòtèr di buseo moderno no ta simplemente un tubo di metal ku un fondo i un nek soldá na dje. Aunke esaki por parse e manera mas simpel pa fabriká un silinder, un konstrukshon asina lo tin demasiado riesgo pa un recipiente di preshon haltu. E soldaduranan por forma puntonan mas débil, prinsipalmente ora e bòtèr ta wordu yená i bashá miles di biaha durante su bida útil. P'esei bòtèrnan moderno di staal i aluminio generalmente ta wordu fabriká sin soldadura: tur e partinan ku mester resistí e preshon ta forma un solo pida metal sin soldadura.

Bo por imaginá ku ta mas fásil pa fundi henter e bòtèr den un molde. Den un proseso di fundishon, nan ta kalentá e metal te ku e bira líkido, basha e den un molde i laga e fria. Esaki ta un método útil pa fabriká formanan kompliká, manera blòki di motor òf kabes di silinder. Pero pa un bòtèr di buseo no ta e método apropiá. Metal fundí generalmente tin un kombinashon ménos faborabel di fortalesa, kapasidat di deformashon i resistensia kontra karganan repetitivo ku aleashonnan ku a wordu prosesá spesialmente pa e propósito aki.

Ora metal fundí ta bira sólido, su struktura kristalino ta dependé, entre otro, di e manera ku e ta fria. Durante e proseso por keda burakunan chikí di gas, espasionan bashí òf partíkulanan extraño den e material. E irregularidatnan aki por forma puntonan débil ora e metal ta wordu someté na preshon haltu repetidamente. Heru fundí, un di e materialnan mas komun den fundishon, tambe ta relativamente bròk i no ta apropiá pa e tipo aki di recipiente di preshon. E solushon, pues, no ta pa fundi e metal direktamente den su forma final, sino pa deform'é bou di forsa grandi miéntras e ta sólido. Huntu ku tratamentunan di kalor adekuá, esaki ta permití fabriká un material ku e propiedatnan mekániko deseá.

Esei ta zona mas simpel ku e ta en realidad. Un fabrikante mester transformá un pida staal òf aluminio den un recipiente hueko ku un fondo será, un nek ku e forma korekto i paretnan sufisientemente fuerte na tur kaminda. Durante henter e proseso, e material mester wordu tratá ku hopi kuidou pa garantisá ku e silinder por resistí e preshon preskribí. Forma di e bòtèr ta kasi mes importante ku fortalesa di e metal. E paret silíndriko ta distribuí e fuersanan di e preshon interno, miéntras ku e fondo i e skouder mester evitá konsentrashonnan eksesivo di tenshon. Prinsipalmente e transishon entre skouder i nek ta eksigí un diseño kuidadoso, pasobra aki forma di e silinder ta kambia i e kraan ta wordu instalá.

Pa fabriká bòtèrnan di staal, hopi biaha nan ta kuminsá ku un tubo di staal òf un pida staal masiso. Dependiendo di e método di produkshon, nan ta kalentá, prensá, hala òf deformá e material te ku nan haña un recipiente silíndriko hueko. Den algun proseso, nan ta prensá un pida staal masiso pa forma un silinder hueko; otro método ta usa un tubo sin soldadura komo punto di salida. Despues nan ta redusí e parti di ariba mediante kalor i deformashon pa forma e nek, kaminda mas despues ta traha e skroefdraad pa e kraan. E fondo tambe ta haña su forma definitivo. E resultado ta un silinder kaminda paret, skouder i nek ta forma un solo pida metal sin soldadura.

Pero ku esaki e bòtèr di staal todavía no ta kla. Durante deformashon i fabrikashon, e struktura interno di e metal ta kambia, i ku esei su propiedatnan mekániko por kambia tambe. P'esei generalmente ta sigui un tratamentu di kalor ku ta wordu kontrolá ku hopi presishon. Dependiendo di e tipo di staal i e método di produkshon, esaki por inkluí enduresementu i un tratamentu posterior pa redusí fragilidat. E propósito ta pa duna e material e kombinashon deseá di fortalesa i tenasidat. Un bòtèr di buseo no solamente mester por resistí fuersanan grandi, sino tambe mester ta sufisientemente tenas pa no kibra di golpe ora e ta someté na un karga lokal inesperá.

Bòtèrnan di aluminio ta wordu fabriká di un manera diferente. Un método hopi usá ta ekstrushon friu. Den e proseso aki, nan ta pone un blòki masiso di aluminio, yamá un billet, den un molde i prens'é ku un forsa enorme. Un stempel ta pusha e metal ku tantu forsa ku e aluminio ta move rondó di e stempel i forma un silinder hueko ku un fondo será. Asina nan por fabriká un bòtèr prácticamente for di un solo pida aluminio, sin mester soldá un fondo na dje. Ta un proseso industrial impresionante, kaminda un blòki aparentemente simpel di metal ta transformá den un recipiente di preshon ku un forma presis.

E término ekstrushon friu por ta un tiki engañoso. E no ta nifiká ku e aluminio necesariamente ta keda friu durante henter e proseso, sino prinsipalmente ku nan no ta kalent'é previamente te na e temperaturanan haltu ku ta komun den ekstrushon kayente. Durante e prensamentu, e material por kalentá konsiderablemente pa motibu di deformashon i frikshon. Despues di ekstrushon, nan ta redusí e parti superior di e silinder pa forma e nek. E fondo i e nek ta wordu trahá mas, i e aluminio ta pasa pa un tratamentu di kalor pa haña su propiedatnan mekániko definitivo. Prinsipalmente pa aleashonnan di aluminio, e tratamentu aki ta esensial: fortalesa final no ta dependé solamente di komposishon químiko, sino tambe di e manera ku e material a wordu deformá, kalentá i friá.

Een naadloze stalen of aluminium duikfles kan worden vervaardigd uit één ronde staalplaat. Met krachtige persen wordt het metaal eerst tot een kom en vervolgens tot een lange cilinder gevormd. Daarna worden de bodem, lengte en hals verder afgewerkt. Zo ontstaat een drukvat zonder lasnaad in de cilinderwand.

Despues di fabrikashon, tantu bòtèrnan di staal komo esunnan di aluminio ta pasa pa un kontrol estrikto di kalidat. E fabrikante ta kontrolá dimensonan, dikidat di paret, akabamentu i propiedatnan di e material. E skroefdraad den nek di e bòtèr mester wordu fabriká ku hopi presishon, pa garantisá ku e kraan ta pasa bon i ku e konekshon por resistí preshon haltu di manera konfiabel. Ademas, e silindernan ta pasa pa pruebanan di preshon segun e normanan aplikabel. Durante un prueba hidrostátiko, nan ta yena e bòtèr ku awa i somet'é na un preshon mas haltu ku su preshon normal di trabou. Asina nan ta kontrolá si e silinder por resistí e karga di manera sigur i, dependiendo di e método di prueba, si su deformashon ta keda den e límitenan permití.

Solamente ora un silinder ta kumpli ku tur e eksigensianan, e por wordu aprobá i entregá komo un recipiente di preshon konfiabel. Riba e skouder nan ta grabá datonan manera identifikashon, preshon di trabou, informashon di prueba i otro markashonnan obligatorio. E informashon aki ta funshoná komo e pasport tékniko di e bòtèr. Loke pa un buseadó por parse un pida ekipo simpel, en realidad ta e resultado final di un proseso industrial ku ta wordu kontrolá ku hopi presishon.

Pero dos bòtèr ku ta wordu fabriká aproximadamente di e mesun manera no necesariamente tin e mesun propiedatnan. No tur staal tin e mesun fortalesa, i tambe entre aleashonnan di aluminio tin diferensianan importante. Hopi ta dependé di e manera ku e metal ta reakshoná na karga i si e bòtèr por resistí preshon haltu repetidamente durante hopi aña. Pa komprondé esaki, nos mester drenta un tiki mas profundo den e siensia di material ku ta tras di bòtèrnan di buseo moderno.

4. Mas fuerte ku e ta parse: e siensia tras di e material

Un bòtèr di buseo mester ta sufisientemente fuerte pa resistí preshon di shen di bar, pero fortalesa solamente no ta sufisiente. E material mester tin sierto elastisidat, por resistí karganan repetitivo i sigui komportá di manera predesibel den situashonnan ekstremo. Esaki por parse obvio, pero metalnan por diferensiá konsiderablemente den e manera ku nan ta reakshoná na preshon, deformashon i karganan durante tempu largu. Asta dos bòtèr fabriká di aluminio por tin propiedatnan mekániko diferente.

Ora nos ta papia di un bòtèr di staal òf aluminio, generalmente nos ta papia di aleashonnan di metal. Heru puro, por ehèmpel, ta demasiado suave pa hopi aplikashonnan tékniko. Ora nan ta añadí kantidatnan chikí di karbon i otro elementonan, i trata e material di e manera apropiá, por produsí staal ku propiedatnan mekániko spesífiko. Pa bòtèrnan di buseo nan ta usa aleashonnan di staal di kalidat haltu ku ta kombiná gran fortalesa kontra tenshon ku sufisiente tenasidat. Esaki ta importante: un recipiente di preshon no solamente mester resistí tenshonnan grandi, sino tambe mester por soportá deformashonnan chikí i karganan ku ta kambia, sin kibra di repente.

Pa aluminio, selekshon di aleashon ta mes importante. Hopi bòtèrnan moderno di aluminio ta wordu fabriká ku e aleashon 6061-T6. E sifranan 6061 ta referí na un aleashon di aluminio ku ta kontené, entre otro, magnesio, silisio, manganeso, koper i kromio. E indikashon T6 ta nifiká ku e material a pasa pa un tratamentu di kalor i un proseso di enduresementu artifisial ku ta aumenta su fortalesa. E resultado ta un aleashon ku ta ofresé un bon kombinashon di fortalesa, kapasidat di deformashon i resistensia kontra koroshon. No ta simplemente aluminio, sino un material ku su komposishon i tratamentu a wordu determiná ku hopi kuidou.

Pero esaki no semper tabata e estándar. Den pasado, nan tabata fabriká bòtèrnan di aluminio tambe ku e aleashon 6351-T6. E aleashon aki ta diferensiá di 6061-T6 den su komposishon, i ku tempu a sali na kla ku sierto bòtèrnan tabata mas propenso na un fenómeno yamá sustained-load cracking: formashon di griétanan bou di un tenshon haltu ku ta dura hopi tempu. Prinsipalmente den region di nek i e skroefdraad kaminda ta instalá e kraan, esaki por a kousa problemanan. No tur bòtèr di 6351-T6 ta desaroyá e griétanan aki, pero e riesgo tabata sufisientemente serio pa introdusí prosedimentunan adicional di inspeksion i kambia selekshon di material.

Luxfer a pasa pa 6061-T6 pa su bòtèrnan di aluminio produsí na Estadonan Uní durante 1987–1988. E ehèmpel aki ta mustra ku siguridat di un bòtèr di buseo no ta dependé solamente di e preshon pa kua e a wordu diseñá, sino tambe di komposishon eksakto i tratamentu di e material.

Pa komprondé kon e materialnan aki ta komportá bou di preshon, nos mester distingí entre deformashon elástiko i deformashon permanente. Ora nan ta yena un bòtèr di buseo, e aira komprimí ta ehersé un forsa grandi riba su paret interno. E metal ta ekspandé un tiki. Miéntras ku e karga ta keda den e rango elástiko, e bòtèr ta bolbe na su forma original ora e preshon ta baha. Nos ta yama esaki deformashon elástiko. Ta un propiedat esensial di un recipiente di preshon bon diseñá: e bòtèr mester por ekspandé i kontraé miles di biaha sin kambia su forma permanentemente.

Si e karga ta bira demasiado grandi, e material por pasa su límite elástiko. E ora ei ta surgi deformashon plástiko: un kambio permanente den forma. Si e karga sigui aumenta, e bòtèr por finalmente kibra. P'esei bòtèrnan di buseo ta wordu diseñá ku márgen di siguridat grandi i probá na preshonnan mas haltu ku e preshon normal di trabou. Un bòtèr mester por ekspandé i kontraé un tiki durante su bida útil, sin keda deformá permanentemente. Un karakterístika ku nos lo deseá tambe pa hende.

Pero asta ora e karganan ta keda den e rango elástiko, uso repetitivo durante hopi tempu por tin su konsekuensianan. Un bòtèr di buseo no ta wordu someté na preshon solamente un biaha, sino miles di biaha durante su bida. Kada yenamentu ta kambia e tenshon den e material. E karganan repetitivo aki por kontribuí na fatiga di metal, kaminda griétanan mikroskópiko por kuminsá forma òf griétanan eksistente por krese poko poko. Kuantu fásil esaki por sosodé ta dependé di e material, e konstrukshon, e diferensia entre preshonnan i kualke daño eksistente. Un bòtèr bon diseñá ta prepará pa resistí hopi siklo di preshon, pero esaki no ta nifiká ku nos por us'é indefinidamente sin inspeksion.

Un di e diferensianan mas visibel entre staal i aluminio ta e diki di nan paretnan. Staal tin un densidat di aproximadamente 7,8 gram pa sentimeter kúbiko, miéntras ku aluminio ta pesa rondó di 2,7 gram pa sentimeter kúbiko. Un pida aluminio ku e mesun volumen ta pues kasi tres biaha mas lihé ku un pida staal. Bo lo por pensa ku un bòtèr di aluminio tambe lo ta hopi mas lihé ku un bòtèr di staal. Pero den práktika esaki no semper ta asina, pasobra fortalesa di e material ta mes importante ku su densidat.

E tiponan di staal di fortalesa haltu ku ta usa pa bòtèrnan di buseo generalmente por resistí tenshonnan mekániko konsiderablemente mas grandi ku aleashonnan di aluminio manera 6061-T6. Pa resistí e mesun preshon ku un márgen di siguridat komparabel, un silinder di aluminio normalmente mester tin paretnan mas diki. Un bòtèr típico di staal di 12 liter por tin un paret di rondó di 4 te 5 milimeter, miéntras ku un AL80 di aluminio generalmente tin paretnan di aproximadamente 11 te 13 milimeter. Esaki ta dos i mei te tres biaha mas diki. E kantidat ekstra di material ta kita un parti grandi di e bentaha di peso di aluminio. P'esei un bòtèr di aluminio por pesa mas ku un di staal ku un kapasidat di gas komparabel, ora tur dos ta bashí.

E fortalesa mas haltu di staal tambe ta permití diseñá bòtèrnan relativamente kompakt pa preshonnan di trabou mas haltu. Hopi bòtèrnan di aluminio tin un preshon di trabou di rondó di 207 bar (3.000 psi), aunke tin modelonan ku ta yega te na 228 bar (3.300 psi), manera e AL100. Bòtèrnan di staal, na otro banda, ta disponibel pa 200, 232 i asta 300 bar. Un bòtèr di staal di 12 liter na 300 bar por kontené konsiderablemente mas gas ku un bòtèr ku e mesun volumen interno na 200 bar. E preshon mas haltu aki ta pone eksigensianan adicional na e konstrukshon, e kraan i e sistema di yenamentu. No ta un limitashon absoluto di aluminio komo material, sino un diferensia entre e diseñonan i aplikashonnan mas komun den buseo deportivo.

E paretnan mas diki di bòtèrnan di aluminio tin un otro konsekuensia: pa e mesun kapasidat interno di awa, nan volumen eksterno generalmente ta mas grandi. Bou di awa esaki ta nifiká ku nan ta desplazá mas awa i p'esei ta risibí mas forsa di flotashon. Segun prinsipio di Archimedes, e forsa aki ta igual na peso di e awa desplazá. Esaki ta un di e motibunan pa kua un AL80 di aluminio por bira positivamente flotante na final di un buseo, miéntras ku hopi bòtèrnan di staal ta keda negativamente flotante asta ku nan preshon a baha. E diferensia eksakto ta dependé di e modelo di bòtèr, peso di e kraan i kantidat di gas ku ainda tin aden. Den e di dos parti di Silinderologia nos lo trata e diferensianan di flotabilidat mas detayadamente.

E selekshon entre staal i aluminio ta pues hopi mas kompliká ku solamente preguntá kua material ta mas lihé òf mas fuerte. Komposishon di e aleashon, tratamentu di kalor, dikidat di paret i forma di e silinder ta determiná huntu kon un bòtèr di buseo ta komportá bou di preshon. Pero un bòtèr no solamente mester resistí fuersanan for di paden. E ta wordu eksponé tambe na awa, salu, oksígeno i tin biaha uso intensivo durante hopi aña. I precisamente aki staal i aluminio ta mustra otro diferensianan importante.

5. Staal òf aluminio: kua bòtèr di buseo ta mihó?

Despues di tur e diferensianan den komposishon, fortalesa i dikidat di paret, e pregunta ta keda: kua bòtèr di buseo ta mihó? Un kontesta simpel no tin. Staal i aluminio tin kada un su bentahanan i limitashonnan, i loke ta ideal pa un buseadó no necesariamente ta ideal pa otro. No solamente dimensonan, peso i preshon di trabou ta importante, sino tambe e kondishonnan bou di kua e bòtèr ta wordu usá i mantené. Prinsipalmente e manera ku e dos metalnan ta reakshoná ku awa i oksígeno ta importante.

Staal por forma rust ora e ta den kontakto ku awa i oksígeno. E rust aki ta konsistí prinsipalmente di óksidonan di heru, ku generalmente ta forma un kapa poroso di koló kòrá-brùin riba e superfisie. Na kontrario di algun otro metal, e kapa aki generalmente no ta protehá e staal ku tin bou di dje. P'esei koroshon por sigui desaroyá. Prinsipalmente den un ambiente húmedo i salu, esaki por bira un problema serio. Pa e motibu aki, bòtèrnan di staal generalmente ta haña un kapa di protekshon na parti pafó, miéntras ku na paden ta importante pa evitá ku humedat drenta. Un bòtèr di staal bon mantené por dura diesnan di aña, pero koroshon severo por debilitá e recipiente di preshon konsiderablemente.

Aluminio ta komportá diferente. Ora e ta den kontakto ku oksígeno, un kapa ekstremadamente fini di óksido di aluminio ta forma riba su superfisie. E kapa aki ta pega firmemente na e metal i den hopi kondishon ta proteh'é kontra mas koroshon. P'esei aluminio ta relativamente resistente na koroshon, un bentaha importante den ambiente marino kaminda bòtèrnan di buseo ta wordu usá. Pero esaki no ta nifiká ku aluminio ta inmune kontra koroshon. Prinsipalmente den presensia di kloridonan, manera den awa di laman, por surgi koroshon lokal ku ta forma burakunan chikí den e superfisie. E fenómeno aki ta konosí komo pitting corrosion, òf koroshon lokal den forma di buraku.

Tambe koroshon galvániko por surgi ora dos metal diferente ta den kontakto elektriko ku otro den presensia di un líkido ku ta konduksí elektrisidat. Esaki ta relevante, por ehèmpel, na e konekshon entre un kraan i e nek di un bòtèr. Pa tur dos material, e problema ta bira serio ora koroshon ta afektá e dikidat di paret òf fortalesa di e silinder. Un bòtèr ku na parti pafó ta parse completamente bon por tin daño serio na paden, por ehèmpel si humedat a drenta durante yenamentu. Na otro banda, un mancha chikí di rust na parti pafó di un bòtèr di staal no ta nifiká automáticamente ku e bòtèr ta peligroso. Tur kos ta dependé di e tipo di daño, su profundidat i su ekstension.

P'esei inspeksion visual periódiko i prueba hidrostátiko ta importante. Den e di kuater parti di Silinderologia nos lo trata mas detayadamente e diferente tiponan di daño i e kriterianan ku ta determiná si un bòtèr por sigui wordu usá di manera sigur.

Un idea bastante komun ta ku bòtèrnan di aluminio ta dura mas largu ku bòtèrnan di staal, simplemente pasobra aluminio no ta forma rust manera staal. Pero e realidad ta mas kompliká. Tantu bòtèrnan di staal komo esunnan di aluminio por keda den uso di manera sigur durante diesnan di aña, siempre ku nan ta wordu mantené bon, yená di manera korekto i someté na tur e inspeksionnan i pruebanan nesesario. No tin un límite universal di edat ku ta apliká na tur bòtèr di buseo. Pa algun modelo, e fabricante òf normanan aplikabel por stipulá un bida útil máximo. Otro bòtèr por sigui den uso mientras nan ta kumpli ku e kriterianan di inspeksion i prueba.

Den práktika, bida útil ta dependé hopi di e kondishonnan di uso. Un bòtèr di staal ku semper ta keda seku i ta wordu mantené ku kuidou por dura hopi aña. Un bòtèr di aluminio ku regularmente ta eksponé na awa salu, ta wordu tratá sin kuidou òf ta haña daño na su nek por wordu rechasá hopi mas lihé. Kalidat di e aira ku nos ta yena aden tambe ta hunga un papel importante. Humedat ku ta drenta den un bòtèr durante yenamentu por kousa daño konsiderabel ku tempu, independientemente di kua material e silinder ta fabriká. Bon mantenenshon i yenamentu ku kuidou ta pues por lo ménos mes importante ku e selekshon entre staal i aluminio.

Staal en aluminium reageren verschillend op vocht en zout water. Bij staal kan roest ontstaan, zowel aan de buitenkant als binnenin de cilinder, bijvoorbeeld onder een tankboot of beschermnet. Aluminium vormt van nature een beschermende oxidelaag, maar kan onder ongunstige omstandigheden toch worden aangetast door putcorrosie of galvanische corrosie, vooral rond de aansluiting met de fleskraan.

Fuera di resistensia kontra koroshon i bida útil, tin diferensianan práktiko tambe. Bòtèrnan di staal por ta relativamente kompakt, pasobra nan paretnan por ta mas fini, i nan ta disponibel pa preshonnan di trabou haltu. Ademas, hopi bòtèrnan di staal ta keda negativamente flotante bou di awa, asta ora nan ta kasi bashí. Esaki por ta un bentaha pa buseadónan ku kier usa ménos lastre. Bòtèrnan di aluminio, na otro banda, ta hopi popular den buseo rekreativo, prinsipalmente na destinonan ku awa kayente. Nan ta resistí hopi forma di koroshon, ta wordu produsí na gran eskala i generalmente tin karakterístikanan di flotabilidat bastante predesibel.

Un AL80 di aluminio, por ehèmpel, ta bira ménos negativamente flotante segun e aira den dje ta baha, i na final di un buseo e por asta bira positivamente flotante. Esaki ta eksigí un manera diferente di distribuí lastre, pero no necesariamente ta un desbentaha, siempre ku e buseadó ta tene kuenta ku dje.

Aluminium is als materiaal veel lichter dan staal, maar een aluminium duikfles heeft doorgaans dikkere wanden nodig om dezelfde druk te weerstaan. Daardoor kan een AL80 uiteindelijk ongeveer even zwaar zijn als een stalen 12-literfles, terwijl zij meer water verplaatst. Dat verschil in uitwendig volume beïnvloedt het drijfvermogen, vooral wanneer de fles tijdens de duik leger wordt.

Tambe den buseo tékniko e diferensianan aki ta importante. Bòtèrnan di aluminio ta wordu usá hopi komo stage- i bòtèrnan di dekompreshon, entre otro pasobra nan flotabilidat ta kambia durante e buseo i, dependiendo di e modelo i konfigurashon, nan por keda relativamente fásil di karga na banda di kurpa. Bòtèrnan di staal ta popular pa karga kantidatnan mas grandi di gas, por ehèmpel den un sistema di dos silinder riba lomba. Nan dimensonan kompakt i e posibilidat di preshon haltu ta permití karga un kantidat grandi di gas sin nesesidat di un konfigurashon demasiado voluminoso. E mihó selekshon di material no ta dependé solamente di e propiedatnan di e metal, sino prinsipalmente di e manera ku e bòtèr lo wordu usá.

Finalmente, staal i aluminio no ta dos konkurente ku un di nan mester gana. Tur dos material a demostrá nan balor durante diesnan di aña komo base pa bòtèrnan di buseo moderno. Staal ta ofresé hopi fortalesa i ta permití fabriká silindernan kompakt pa preshon haltu, miéntras ku aluminio ta kombiná bon resistensia kontra koroshon ku karakterístikanan ku ta útil pa hopi aplikashon rekreativo i tékniko. Kua bòtèr ta mihó ta dependé di kantidat di gas nesesario, kondishonnan di buseo, flotabilidat, mantenenshon i, naturalmente, preferensia personal di e buseadó.

6. Kompósito di karbon: e di tres kaminda entre staal i aluminio

Ken ta pensa ku bòtèrnan di buseo ta wordu fabriká solamente di staal òf aluminio, ta lubidá un di tres grupo di material: kompósito di karbon. E bòtèrnan aki ta hopi mas lihé ku nan ekivalentenan di metal i generalmente ta diseñá pa resistí preshonnan di trabou haltu, hopi biaha 300 bar. Na Europa bo por topa nan di bes en kuando, prinsipalmente den aplikashonnan profesonal i spesialisá di buseo. Na Estadonan Uní i den Karibe, nan ta ménos komun den buseo rekreativo. Esaki ta un tiki sorprendente, pasobra riba papel, un bòtèr ku ta pesa ménos i por kontené mas gas ta parse kasi e bòtèr di buseo ideal.

Orígen di e teknologia aki no ta den buseo, sino den industria aerospasial. For di añanan sinkuenta i sesenta, ingenieronan tabata eksperimentá ku recipiëntnan di preshon i partinan di rakèt ku no tabata fabriká completamente di metal, sino reforzá ku fibronan ku por resistí tenshonnan grandi rondó di un paret interno. Prinsipalmente NASA a invertí hopi den e teknologia aki durante añanan sesenta i setenta. E promé recipiëntnan di kompósito tabata usa prinsipalmente fibra di glas, despues siguí pa fibronan manera Kevlar i karbon. No tin un solo inventor di e bòtèr moderno di karbon. E teknologia a nasé for di diesnan di investigashon di materialnan ku mester ta lihé i ekstremadamente fuerte na mes tempu.

Un paso sorprendente den desaroyo di e bòtèr moderno di aira pa hala rosea a bini for di un kolaborashon entre NASA i servisio di bombero na Estadonan Uní. Den 1972 nan a kontratá kompanianan pa desaroyá silindernan di aira mas lihé, pasobra e bòtèrnan pesado di staal tabata forma un karga konsiderabel pa bomberonan. Un di e silindernan nobo di kompósito tabata pesa aproximadamente 12 kilogram, kompará ku mas ku 18 kilogram pa un silinder di staal ku e mesun kapasidat di gas. E kompania amerikano Structural Composites Industries, fundá den 1971 pa kuater ingeniero ku anteriormente tabata traha na Aerojet, a hunga un papel importante den e desaroyo aki.

Tambe Luxfer a kuminsá fabriká silindernan reforzá ku fibra di glas den 1976, i mas o ménos dies aña despues e kompania a introdusí silindernan di kompósito kompletamente enbolbí ku fibra. Durante añanan nobenta, e teknologia a sigui desaroyá ku aplikashonnan mas grandi di fibra di karbon. Asina un teknologia ku originalmente a wordu desaroyá pa rakètnan i vehíkulonan espasial a haña su kaminda, via servisio di bombero, te den mundu di buseo.

Lo bo por pensa ku un teknologia desaroyá prinsipalmente na Amerika lo ta hopi popular den buseo rekreativo amerikano. Pero kuriosamente no ta asina. Un motibu importante ta e diferensianan den estándar di preshon i regulashonnan di aprobashon na tur dos banda di Atlántiko. Na Europa, bòtèrnan di staal ku un preshon di trabou di 300 bar tabata disponibel kaba pa hopi tempu. Kompósito di karbon ta forma un complemento lógiko: e mesun preshon haltu, pero ku hopi ménos peso.

Na Estadonan Uní e situashon ta diferente. Bòtèrnan konvenshonal di staal pa buseo ku preshon haltu generalmente ta yega te na 3.442 psi, aproximadamente 237 bar. E regulashonnan di DOT ta limitá transporte di silindernan di metal ku preshonnan di yenamentu mas haltu riba kamindanan públiko. Pa silindernan di kompósito tin posibilidat di aprobashonnan spesial, pero esakinan por imponé kondishonnan spesífiko pa uso bou di awa, inspeksion i bida útil. Esaki ta un di e motibunan pa kua bòtèrnan di 300 bar no a bira un alternativa komun na Estadonan Uní pa e silindernan konfiabel di staal i aluminio.

E nòmber karbon ta referí na fibra di karbon, fibronan ekstremadamente fini ku ta konsistí prinsipalmente di karbon i ku por resistí tenshonnan di estiramentu hopi grandi. Pero un bòtèr di karbon no ta un blòki masiso di karbon. Ta un konstrukshon di kompósito, kaminda diferente material ta traha huntu pa resistí preshon di e gas almacená. E palabra kompósito ta bini for di e palabra latino compositus, ku ta nifiká kompuesto òf formá for di diferente parti. Den e kaso aki e nòmber ta apropiá: fortalesa di e silinder ta bini for di kombinashon di materialnan ku propiedatnan diferente.

Den un bòtèr konvenshonal di staal òf aluminio, e paret metáliko ta soportá prácticamente tur e fuersanan mekániko. Den un bòtèr di kompósito, un parti grandi òf kasi henter e karga ta wordu soportá pa un kapa di fibronan hopi fuerte. Na paden tin un liner, un paret interno fini ku ta tene e gas. Rondó di dje nan ta pone fibronan di karbon impregná ku un resina sintétiko, generalmente resina epóksiko. Ora e resina ta endurese, e ta forma un konstrukshon fuerte i relativamente lihé.

Een moderne composietcilinder bestaat uit meerdere lagen die elk een eigen functie hebben. De binnenste liner houdt het gas vast, terwijl de daaromheen gewikkelde koolstofvezels de hoge druk opvangen. Een beschermende buitenlaag helpt beschadiging door stoten, slijtage en zonlicht te beperken. Het resultaat is een sterke, relatief lichte cilinder.

Tin diferente tipo di silinder di kompósito pa preshon haltu. Den algun konstrukshon, e liner metáliko ainda ta soportá un parti importante di e fuersanan. Den otro, konosí komo silindernan di tipo 4, e liner ta fabriká di plástiko i e kapa eksterno reforzá ku fibra ta soportá kasi henter e preshon. Un fabricante manera CTS ta usa, por ehèmpel, un liner di PET, un tipo di plástiko ku nos konosé tambe for di bòtèrnan di bebida, aunke naturalmente adaptá pa e aplikashon tékniko aki. E fibronan di karbon ta duna e fortalesa, miéntras ku e liner ta evitá ku e gas eskapá for di e konstrukshon.

E método di fabrikashon ta hopi diferente di esun di un bòtèr metáliko. En bes di deformá un tubo di staal òf prensá un blòki di aluminio, nan ta fabriká e liner promé. Despues nan ta enbolbé fibronan rondó di e silinder bou di un tenshon kontrolá, tantu den direkshon sirkular komo na diferente ángulo. E orientashon aki ta importante, pasobra e fuersanan ku ta traha den direkshon longitudinal di e silinder no ta meskos ku e fuersanan ku ta purba empushá e paret pa pafó. Ora nan pone e fibronan den e direkshonnan korekto, nan por reforzá e material precisamente kaminda ta nesesario.

Despues di enbolbé e fibronan, nan ta laga e resina endurese i generalmente ta apliká un kapa di protekshon na parti pafó. E resultado ta un recipiente di preshon ku por logra un relashon entre fortalesa i peso konsiderablemente mas faborabel ku un silinder konvenshonal di metal.

Hopi bòtèrnan di kompósito ta diseñá pa un preshon di trabou di 300 bar, kompará ku 200 bar ku ta komun pa hopi bòtèrnan konvenshonal di buseo. Esaki ta permití ku un silinder relativamente chikí por kontené un kantidat konsiderabel di gas pa hala rosea. Un bòtèr di 7 liter na 300 bar tin un kapasidat nominal di 2.100 liter di gas, si nos simplemente multipliká e volumen interno pa e preshon. Un bòtèr tradishonal di 10 liter na 200 bar tin, segun e mesun kalkulashon, un kapasidat nominal di 2.000 liter.

Den realidad, e kantidatnan di gas ta un tiki diferente, prinsipalmente na 300 bar, pasobra aira bou di preshon haltu no ta komportá eksaktamente segun e lei di gas ideal. Den e di dos parti di Silinderologia nos lo trata e tema aki mas detayadamente.

Pero ken ta konsiderá busea ku un bòtèr di 300 bar mester tene kuenta ku algun limitashon práktiko. Na promé lugá, e promé etapa di e reguladó di buseo mester ta kompatibel ku e preshon haltu. Pero igualmente importante ta disponibilidat di un stashon di yenamentu ku realmente por suministrá 300 bar. Esaki no ta semper fásil pa haña. Ken ta yena su bòtèr di 300 bar solamente te na 200 bar ta pèrdè un parti grandi di e bentaha pa kua el a skohe e bòtèr ei.

E bentaha prinsipal di kompósito ta su peso abou. Pa bomberonan, ekiponan di reskate i otro hende ku ta usa aparatonan portátil pa hala rosea, e peso abou aki ta hopi atraktivo. Nan mester karga nan silindernan riba lomba durante trabou, sin ku flotabilidat di awa ta kompensá un parti di e peso. Kada kilogram ménos ta nifiká ménos kansansio i mas libertat di moveshon. No ta sorprendente, pues, ku silindernan di kompósito ta mas komun den e sektornan aki ku den buseo rekreativo.

Bou di awa, sin embargo, e situashon ta mas kompliká. Un bòtèr di buseo no solamente tin peso, sino tambe flotabilidat. Un bòtèr di staal generalmente ta kontribuí na e peso negativo ku un buseadó mester pa mantené flotabilidat neutro bou di awa. Un bòtèr di kompósito hopi mas lihé por, dependiendo di su konstrukshon i e kantidat di gas ku ainda tin aden, tin un flotabilidat positivo konsiderabel. Esaki ta nifiká ku e buseadó mester karga mas lastre pa kompensá. E peso ku bo ta spar riba tera, bo mester pone bèk na bo kurpa ora bo drenta awa.

Esaki no ta nifiká ku kompósito no ta apropiá pa buseo. Den algun sistemanan profesonal nan ta usa lastre separá ku por wordu adaptá segun nesesidat. E buseadó por transportá e silinder lihé te na e lugá di buseo i añadi e lastre nesesario solamente ora e ta bai den awa. Pa un buseadó di reskate ku mester kana distansianan largu riba tera promé ku e yega na awa, esaki por ta un bentaha grandi. Pero pa un buseadó rekreativo ku ta kana directamente for di sentro di buseo te na e boto, e bentaha generalmente ta ménos importante.

Tambe den mantenenshon i inspeksion, kompósito ta diferente di metal. Un bòtèr di staal por forma rust i un bòtèr di aluminio por sufri koroshon òf griétanan, pero den kompósito otro tipo di daño ta relevante. Rasponan profundo, golpinan fuerte, fibronan dañá, deterioro di resina òf separashon entre diferente kapatanan di material por afektá fortalesa di e konstrukshon. E dañonan aki no ta semper visibel di e mesun manera ku den metal.

Ademas, no tur silinder di kompósito ta aprobá pa uso bou di awa. Un bòtèr diseñá pa suministrá aira na un bombero no por automáticamente wordu usá komo bòtèr di buseo. Den algun konstrukshon, awa por penetrá entre e kapatanan di protekshon i e recipiente di preshon propiamente. P'esei tantu e sertifikashon komo e instrukshonnan di e fabricante mester permití uso bou di awa eksplísitamente.

Bida útil tambe ta meresé atenshon. Hopi silindernan di kompósito mas bieu tin un bida útil máximo determiná, por ehèmpel diesinku aña. Tin modelonan moderno ku por haña un aprobashon Non-Limited Life, kaminda no tin un fecha fihá di retiro. Naturalmente, esaki no ta nifiká ku e bòtèr por wordu usá sin límite òf sin inspeksion. E inspeksionnan obligatorio ta sigui nesesario, i un bòtèr dañá por wordu rechasá hopi promé ku su bida útil teóriko yega na su fin.

Silindernan di kompósito ta mustra kon leu teknologia di recipiëntnan di preshon a progresá. For di e bòtèrnan pesado di staal ku e promé buseadónan mester a karga, nos a yega na silindernan moderno ku un paret interno fini di plástiko i fibronan di karbon ku, enbolbí ku hopi presishon, por resistí shen di bar di preshon. Ta un demostrashon impresionante di siensia di material, pero esaki no ta nifiká automáticamente ku kompósito ta e mihó solushon pa tur buseadó.

E kosto mas haltu di kompra, e eksigensianan spesífiko pa inspeksion, e disponibilidat limitá di stashonnan ku por yena na 300 bar i prinsipalmente e flotabilidat bou di awa ta splika dikon staal i aluminio ainda ta e estándar. Kompósito ta ofresé posibilidatnan interesante, prinsipalmente ora peso abou riba tera ta importante. Pero e bòtèr di buseo ideal pa tur situashon ainda no ta eksistí. Kua material ta mihó ta dependé finalmente di kon bo ta bai usa e bòtèr.

Pa terminá

I asina nos a yega na final di e promé parti di Silinderologia. Nos a mira kon e bòtèr di buseo a desaroyá durante mas ku un siglo i mei, for di e promé eksperimento ku aira komprimí te na e silindernan moderno di staal, aluminio i kompósito. Tras di e bòtèr di metal aparentemente simpel ku nos ta konosé, tin un historia largu di inovashon tékniko, siensia di material i metodonan di fabrikashon kada bes mas avansá.

Pero ainda nos no sa eksaktamente kon un bòtèr di buseo ta komportá bou di awa. Kuantu aira tin realmente den un silinder? Dikon e Amerikanonan ta usa otro dimensonan ku e Europeonan? I kon flotabilidat di un bòtèr ta kambia segun nos ta usa e aira aden? Den e di dos parti di e serie aki nos ta laga historia un tiki na banda i drenta den físika di e bòtèr di buseo.