VISTI DA VICINO

VISTI DA VICINO.... gli erogatori

L’equipaggiamento per immersioni SCUBA (Self Contained Undewater Breathing Apparatus)consiste in un apparato di respirazione in immersione ad aria compressa con circuito aperto; per apparato si intende un sistema completo di scorta d’aria, riduttore/erogatore che , indossato dal sub, gli permette di respirare in immersione.
Lo scopo di un sistema di erogazione è quello di ridurre la pressione dell’aria compressa presente nel contenitore (bombole) alla pressione ambiente e di fornire aria quando richiesta.

EROGATORI
(parte prima)

Parte fondamentale nell’equipaggiamento di un subacqueo la svolge l’erogatore (non a caso in molti lo definiscono il "fedelissimo compagno d’immersione") è quindi importante che esso sia sempre mantenuto in costante efficienza al fine di garantirci tante immersioni sicure e divertenti.
Solo un minimo di cura ed attenzione sono necessarie per mantenere la vostra unità scuba in perfette condizioni. La manutenzione ordinaria consiste , dopo essersi assicurati che l’ingresso d’aria al primo stadio sia stato chiuso dal relativo tappo di protezione , nel tenere immerso l’erogatore in acqua dolce leggermente tiepida per circa 10 minuti senza premere il pulsante di erogazione, dopo ogni giornata di immersione.
Altri accorgimenti ci consentiranno di preservare il nostro erogatore da guasti o malfunzionamenti:
1) Assicurarsi ,all’atto del montaggio dell’unità scuba, che non vi siano residui di acqua nei rubinetti della bombola
2) Tenere premuto il pulsante di erogazione ogni volta che si dà pressione al sistema.
3) Vuotare da eventuali residui di acqua il tappo di protezione del 1° stadio.

Il lavoro di manutenzione , che vada oltre i semplici accorgimenti sopra descritti, va demandato ad un centro tecnico abilitato e dovrà essere effettuato con scadenza annuale o ogni 50 immersioni.

Tipologia e funzionamento degli erogatori

Come detto prima l’erogatore consente di ridurre la pressione dell’aria contenuta nella bombola ad un valore corrispondente a quello ambiente.
Se la riduzione avviene con un unico balzo di pressione l’erogatore sarà detto "Monostadio", se invece tale riduzione viene effettuata in due fasi avremo l’erogatore "Bistadio" . Inventato nel lontano 1942 da Cousteau e Gagnan, l’erogatore monostadio oggi non viene più prodotto, tralasceremo quindi il suo funzionamento, per dare più spazio ai ben più innovativi Bistadio.

L’erogatore Bistadio, lo dice anche il nome, si compone di due parti principali :
il primo stadio, più massiccio generalmente costruito in ottone cromato o satinato ed il secondo stadio , collegato al primo tramite una frusta, è una scatola in ottone cromato o fibre plastiche ad alta resistenza.
Il primo stadio riduce la pressione dell’aria ad un valore 8/12 atmosfere rispetto alla pressione ambiente, tale riduzione avviene mediante un pistone o una membrana bilanciate da una molla pretarata : in sostanza , all’interno del corpo del primo stadio, c’è una camera detta di espansione dove appunto l’aria ad alta pressione proveniente dalla bombola si espande riducendosi; quando questa raggiunge un valore di 8/12 bar superiore alla pressione ambiente (che si somma alla pressione della molla) agisce sul pistone o la membrana , spostandoli , fino a chiudere il foro stesso di mandata.

I primi stadi si suddividono in due tipi : Non Bilanciati e Bilanciati.

In un primo stadio non bilanciato l’erogazione è consentita dall’azione dell'alta pressione sulla superficie P1 della pastiglia.
Se la pressione della bombola diminuisce, si riduce la spinta esercitata su P1e proporzionalmente diminuisce la pressione intermedia e l’erogazione.
La pressione ambiente agisce sulla superficie P2 , un suo incremento determina un aumento della pressione intermedia esercitata sulla faccia superiore della testa del pistone P3. Questi incrementi sono uguali ma si esercitano su superfici di grandezza differente (la superficie interna della testa del pistone P2 è più piccola di quella esterna P3).
La pressione intermedia subisce così un aumento proporzionalmente inferiore a quello della pressione ambiente, perchè la stessa forza agisce su una superficie maggiore . Si avrà quindi una minore erogazione a profondità maggiori.

Nel primo stadio bilanciato sono stati eliminati tali problematiche staccando semplicemente la pastiglia dal pistone che ha il gambo a sezione cava; di conseguenza la pressione della bombola non viene più esercitata su di una superficie , ma l’aria scorre liberamente nel gambo del pistone; perciò l’erogazione è indipendente dalle variazioni dell’alta pressione.
Le due superfici P2 e P3 sono pressochè uguali, ciò riduce al minimo la differenza tra l’aumento della pressione ambiente e l’incremento della pressione intermedia.

Il secondo stadio è composto di:

1) una scatola o corpo
2) un pistoncino
3) una molla pretarata
4) una leva
5) una membrana
6) una valvola di non ritorno
7) un boccaglio

L’aria , proveniente dal primo stadio tramite la frusta, arriva al secondo stadio con una pressione che va dagli 8 ai 12 bar (a seconda degli erogatori) e si arresta in prossimità del pistoncino che , coadiuvato dalla spinta di una molla pretarata, chiude il sistema . Il pistone è collegato alla leva posta sotto la membrana , che come un coperchio chiude ermeticamente la scatola del secondo stadio . Possiamo definire questo sistema a richiesta d’aria.
L’erogatore a richiesta d’aria , comunque congeniato , eroga aria soltanto a richiamo e questo non solo all’atto del distacco (cioè l’allontanamento del pistoncino dalla sede di chiusura) ma anche per l’intera fase inspiratoria; in altre parole, il sub deve esercitare un prolungato ed intenso sforzo polmonare che aumenta in proporzione alla quantità d’aria richiesta ed alla profondità.
La spiegazione del fenomeno è semplice, se si schematizza l’atto inspiratorio nelle due seguenti fasi.
Prima fase (Fig. 1): con l’atto inspiratorio si crea una leggera depressione all’interno della scatola del secondo stadio e ciò fa introflettere la membrana che, agendo sulla leva, provoca l’apertura del pistoncino posto alla fine della frusta , l’aria affluisce nella scatola di equilibrio e può essere respirata.
Seconda fase (Fig. 2): l’aria erogata , oltre ad uscire dal boccaglio invade la scatola del secondo stadio e, creando un controflusso, tende a provocare il sollevamento della membrana e della leva, provocando l’arresto dell’erogazione .
Per vincere questo effetto il sub deve continuare a "succhiare" aria, il che provoca un lavoro polmonare intenso, prolungato, ed altamente faticoso.

Misurando al banco prova i valori dello sforzo d’inspirazione che sono necessari per ottenere le varie quantità d’aria, si ottiene la curva caratteristica dell’erogatore a richiamo (Fig. 3) che , ovviamente, varia secondo la profondità di impiego.
Sull’asse verticale sono indicati i valori della "Portata" cioè della quantità d’aria fornita dall’erogatore ; sull’asse orizzontale i valori dello sforzo d’inspirazione.
Risulta chiaro che le curve saranno tanto più faticose e di scarsa portata, quanto più risulteranno a destra ed in basso.

Dal diagramma (Fig. 4) risulta che lo sforzo polmonare è tanto maggiore quanto più grande è la quantità d’aria richiesta. In profondità le cose peggiorano perchè la quantità di aria necessaria aumenta drasticamente e l’accresciuta densità e viscosità dell'aria stessa rende intollerabile lo sforzo inspiratorio.
Con il passare degli anni , le aziende costruttrici, nel tentativo di migliorare le prestazioni, hanno cercato, con successo, di ridurre al minimo questo sforzo respiratorio al fine di rendere le immersioni più sicure e divertenti.
Il sistema di erogazione ad offerta, più comunemente chiamato "iniezione", non deve costringere il sub a succhiare l’aria, ma deve invece "offrirla" secondo l’esigenza e senza richiedere sforzo.
La respirazione ad offerta si ottiene mediante lo sfruttamento del principio Venturi (Fig. 5): all’apertura del pistoncino del 2 stadio il getto d’aria , a pressione ambiente, viene guidato direttamente verso il boccaglio mediante un tubetto iniettore e, per l’effetto Venturi, provoca una depressione nella scatola del 2 stadio, questa depressione mantiene abbassata la membrana ED ELIMINA OGNI SUCCESSIVO SFORZO INSPIRATORIO (Fig. 6).

Fig. 5 Erogatore ad offerta : all’apertura del pistoncino del 2 stadio il getto d’aria viene guidato direttamente verso il boccaglio mediante un tubetto iniettore

Fig. 6 Erogatore ad offeta : diagramma dello sforzo polmonare

Per illustrare il sottostante diagramma (Fig. 7) dobbiamo precisare che il leggero sforzo di inspirazione che figura a destra dello zero è quello necessario al "distacco", cioè corrisponde all’impulso iniziale che "innesca" l’erogazione provocando l’apertura del pistone. Successivamente subentra l’iniezione e l’erogatore fornisce aria senza sforzo e con un ottima sensibilità.
Per raffigurare questa azione favorevole, è stato necessario estendere il diagramma a sinistra dello "sforzo zero" e creare la nuova zona della "inspirazione agevolata".

Per arrestare l’erogazione sarà sufficiente una leggera contropressione, che in pratica si crea cessando l’inspirazione .
Un esempio di quanto essa sia minima si può avere avvicinando il pollice al boccaglio durante la fase di innesco : qualche millimetro prima di toccarlo, l’effetto "Venturi" cessa a causa dell’ostacolo che fa subito equilibrare la pressione, risollevare la membrana e cessare l’erogazione.
L’elevata sensibilità dei secondi stadi ad iniezione ha portato, al fine di gestire al meglio l’effetto Venturi, alla creazione di "deflettori di flusso" regolabili atti a consentirci una migliore "personalizzazione" di tale effetto.

continua

Illustrazione tratte da : Manuale Federale d'Immersione (FIPSAS) e da Manuale Tecnico Manutenzione (Technisub)

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