Compensador de flotabilidad (buceo)

Un compensador de flotabilidad ( BC ), también llamado dispositivo de control de flotabilidad ( BCD ), estabilizador , estabilizador , chaleco estabilizador , ala o chaleco salvavidas de flotabilidad ajustable ( ABLJ ), según el diseño, es un tipo de equipo de buceo que usan los buzos para establecer flotabilidad neutra bajo el agua y flotabilidad positiva en la superficie, cuando sea necesario.

La flotabilidad se controla generalmente ajustando el volumen de gas en una vejiga inflable, que se llena con gas a presión ambiental desde el cilindro de gas de respiración principal del buceador a través de una manguera de baja presión desde la primera etapa del regulador, directamente desde un pequeño cilindro dedicado a este propósito, o desde la boca del buceador a través de la válvula de inflado oral. Los compensadores de flotabilidad de vejiga a presión ambiental se pueden clasificar en términos generales como aquellos que tienen la flotabilidad principalmente al frente, rodeando el torso o detrás del buceador. Esto afecta la ergonomía y, en menor grado, la seguridad de la unidad. También se pueden clasificar en términos generales como aquellos que tienen la vejiga de flotabilidad como parte integral de la construcción o como un componente reemplazable soportado dentro del cuerpo estructural.

El compensador de flotabilidad es uno de los elementos del equipo de buceo que más requiere habilidad y atención durante su uso, ya que el control es completamente manual y se requiere ajuste durante toda la inmersión a medida que el peso se reduce debido al consumo de gas, y la flotabilidad del traje de buceo y del chaleco compensador generalmente varía con la profundidad. El ajuste fino de la flotabilidad se puede realizar mediante el control de la respiración en circuito abierto, lo que reduce la cantidad de ajuste real del volumen del chaleco compensador necesario, y un buceador experto desarrollará la capacidad de ajustar el volumen para mantener la flotabilidad neutra mientras permanece consciente de los alrededores y realiza otras tareas. El compensador de flotabilidad es un dispositivo de seguridad importante cuando se usa correctamente, y un peligro significativo cuando se usa incorrectamente o funciona mal.

La capacidad de controlar eficazmente el ajuste depende tanto de la distribución adecuada de la flotabilidad como de la distribución del peso del lastre . Esto también es una habilidad que se adquiere con la práctica y se facilita minimizando el volumen de gas de flotabilidad necesario mediante un lastre correcto.

El compensador de flotabilidad es utilizado por buceadores a presión ambiental que utilizan aparatos de respiración subacuática para ajustar la flotabilidad bajo el agua o en la superficie dentro de un rango de ligeramente negativo a ligeramente positivo, para permitir que se mantenga la flotabilidad neutra en todo el rango de profundidad de la inmersión planificada y para compensar los cambios de peso debido al consumo de gas respirable durante la inmersión. Cuando se utilizan cilindros escalonados , también se puede utilizar para compensar los cambios de peso al dejar caer y recuperar estos cilindros. Las variaciones en la flotabilidad de los trajes húmedos dependen del volumen y la densidad del traje y de la presión ambiental, pero para los trajes gruesos a profundidad puede ser del orden de 10 kg. Las variaciones en la flotabilidad de los trajes secos deben compensarse manteniendo un volumen constante de gas dentro del traje, mediante la adición manual y una combinación de vaciado automático y manual, independientemente de los ajustes al compensador de flotabilidad realizados para compensar el uso de gas. ^{[1] [2]}

El compensador de flotabilidad es un elemento estándar del equipo de buceo, aunque no siempre es necesario, y un elemento opcional para el buceo con suministro desde la superficie , donde la flotabilidad neutra o positiva puede no ser necesaria o deseable. Los buceadores que apnean no tienen un suministro de gas para operar un compensador de flotabilidad, por lo que no pueden usarlos, aunque pueden usar un chaleco salvavidas inflable para flotabilidad positiva en la superficie. Los trajes de buceo a presión atmosférica pueden usar un tanque de compensación similar al de un submarino para pequeños ajustes, pero se pueden lastrar para que sean casi exactamente neutrales y son virtualmente incompresibles dentro de su rango operativo diseñado. ^[2]

Para una descompresión segura es necesario un control de profundidad preciso y fiable. El buzo que se abastece desde la superficie tiene la opción de utilizar el cordón umbilical para controlar la profundidad con la ayuda del encargado de la línea, y un buzo con escafandra autónoma puede utilizar la línea de vida de la misma manera. De manera similar, cualquier buzo que utilice una línea de tiro o un estay para navegar entre la superficie y el lugar de trabajo puede utilizarlos para controlar la profundidad, lo que hace que el compensador de flotabilidad no sea esencial siempre que el buzo pueda encontrar la línea de tiro cuando lo necesite. ^[3]

En la mayoría de las inmersiones de buceo recreativo y profesional, la flotabilidad neutra es necesaria o deseable durante la mayor parte de la inmersión, ya que proporciona al buceador una mayor movilidad y maniobrabilidad, y le permite evitar el contacto con organismos bentónicos delicados y moverse sin alterar los sedimentos que pueden reducir rápidamente la visibilidad. Para esta función es necesario un compensador de flotabilidad. ^{[2] [3]}

La flotabilidad positiva en la superficie es un requisito de seguridad para cualquier buceador que deba nadar hacia o desde el punto de descenso o de salida a la superficie, pero no es necesario que sea una flotabilidad controlable con precisión. ^{[2] [4]}

El compensador de flotabilidad está diseñado para controlar la flotabilidad de un buceador y su equipo personal de buceo, incluidos los cilindros de emergencia y de escenario, y para equipos adicionales menores como carretes, cámaras e instrumentos que son livianos o de flotabilidad casi neutra. No es un dispositivo de elevación flotante para herramientas y equipos pesados. Si una tarea de buceo requiere que el buceador trabaje con pesas, casi siempre es mejor, y siempre más seguro, utilizar equipo suministrado desde la superficie. ^[2]

Si los buceadores de saturación lo utilizan para trabajar en aguas intermedias, se deben tomar precauciones para limitar la posible excursión ascendente incontrolada. Esto puede lograrse limitando la longitud del cordón umbilical de excursión.

Un compensador de flotabilidad funciona ajustando la densidad promedio del buceador y su equipo conectado para que sea mayor, igual o menor que la densidad del medio de buceo. ^[5] Esto se puede hacer de dos maneras:

• Volumen variable o inflable : El volumen de un dispositivo flexible se puede variar agregando o quitando gas a presión ambiental, que tiene una densidad relativamente baja, ^[5] o
• Densidad variable o compresible : La densidad de un dispositivo rígido se puede variar comprimiendo o expandiendo el gas interno mediante la adición o eliminación de un medio de buceo incompresible, que tiene una densidad relativamente alta. ^{[6] [7]}

A partir de 2021, la gran mayoría de los BC son de tipo volumen variable, inflados con gas a presión ambiente, pero se ha utilizado el tipo de densidad variable. ^{[6] [7]}

El tipo común de compensador de flotabilidad aumenta la flotabilidad añadiendo gas a presión ambiente a una vejiga hermética flexible, aumentando así el volumen, y disminuye la flotabilidad liberando el gas en el agua. Este volumen de gas se comprimirá o expandirá a medida que la presión ambiental varíe con la profundidad, siguiendo la Ley de Boyle , y por lo tanto la flotabilidad del sistema aumentará y disminuirá en proporción a la variación de presión absoluta y el volumen de gas en la vejiga. La variación de flotabilidad para un cambio dado de profundidad será mayor cerca de la superficie que a mayor profundidad y mayor para un gran volumen de gas que para un volumen pequeño. El rango de profundidades para las cuales el buceador puede compensar estos cambios mediante el ajuste voluntario del volumen pulmonar mientras respira de manera efectiva depende, por lo tanto, del volumen de gas en la vejiga y de la profundidad nominalmente neutra, donde respirar a un volumen corriente normal de aproximadamente 500 ml da como resultado un equilibrio dinámico aproximado, y el buceador permanece a esa profundidad sin esfuerzo adicional. Este tipo de compensador de flotabilidad funciona incrementando la flotabilidad desde el estado más estable, que es vacío, por lo que la ponderación se realiza para flotabilidad neutra en la condición de menor masa, que es al final de la inmersión con los cilindros vacíos, momento en el que el buceador debe poder permanecer en la última parada de descompresión sin esfuerzo físico. ^[3]

A continuación se presentan algunos ejemplos ilustrativos, simplificados pero numéricamente realistas:

Ejemplo 1a: Un buzo debe tener flotabilidad neutra en la última parada de descompresión hasta que se agote el gas respirable, de modo que se pueda hacer un uso completo de todo el gas que lleva en caso de emergencia. En este punto, el chaleco compensador debe estar vacío si el lastre es correcto, y un traje seco debe tener el inflado nominal para el traje interior (solo el gas suficiente para que el traje interior tenga la espira óptima para el aislamiento). Un traje húmedo estará muy ligeramente comprimido, por lo que estará casi en la flotabilidad máxima. Un chaleco compensador vacío es incompresible y no se ve afectado por los cambios de profundidad.

Ejemplo 1b: Si el mismo buceador se descomprime a 3 m con gas de reserva en todas las botellas, el gas del chaleco compensador debe soportar el peso de ese gas de reserva. Un buceador recreativo con 50 bares de aire o nitrox en una botella de 12 litros tendrá aproximadamente 0,780 kg de gas y, por lo tanto, aproximadamente 0,78 litros de gas en el chaleco compensador. Un cambio de profundidad de 1 m hacia arriba cambiará la presión absoluta ambiental de 1,3 bares a 1,2 bares, por lo que el gas del chaleco compensador se expandirá a 1,3/1,2 × 0,78 = 0,845 litros, una diferencia de 0,065 litros, que se puede compensar fácilmente reduciendo el volumen pulmonar en esa cantidad para estabilizarse, y un poco más para comenzar a hundirse de regreso a la profundidad de parada. El gas del traje también se expandirá en la misma proporción y es probable que tenga un volumen mayor para comenzar, por lo que en la práctica se debe exhalar más gas para regresar a la profundidad.

Ejemplo 1c: El mismo buceador, pero con 2 kg de sobrepeso, que se descomprime a 3 m con una reserva de 50 bares en una botella de 12 litros, necesitará unos 2 litros adicionales de gas en el chaleco para flotabilidad neutra. El mismo cambio de profundidad de 1 m hacia arriba aumentará el volumen de gas en el chaleco a 1,3/1,2 × 2,78 = 3,012 litros, una diferencia de 0,232 litros.

Ejemplo 2: El mismo buceador del ejemplo 1, a 30 m de profundidad al inicio de la inmersión con 200 bares en la botella de 12 litros, tiene aproximadamente 3,1 kg de gas en la botella, lo que requiere aproximadamente 3,1 litros de gas en el chaleco para flotabilidad neutra. A esta profundidad, una reducción de profundidad de 1 m aumentará el volumen de gas en el chaleco a 4/3,9 × 3,1 = 3,18 litros, una diferencia de 0,08 litros.

Ejemplo 3a: Un buceador técnico con un traje húmedo de 7 mm al comienzo de una inmersión a 60 m con 200 bar de gas de fondo trimix 20/30 normóxico en un equipo doble de 12 litros con 2 botellas de 11 litros llenas a 200 bar con gases de descompresión nitrox llevará unos 10 kg de gas y habrá perdido unos 6 kg de flotabilidad por la compresión del traje, por lo que necesitará inflar el BCD con unos 16 litros de gas para compensar. A esta profundidad, una disminución de 1 m de profundidad hará que el gas en el BCD se expanda a 7/6,9 × 16 = 16,23 litros, una diferencia de 0,23 litros.

Ejemplo 3b: El mismo buceador técnico abandona la inmersión casi inmediatamente al llegar a los 60 m y sale a la superficie con una obligación de descompresión corta de 3 minutos a 3 m. Su gas de respaldo ha bajado a 150 bar y el gas de descompresión no se utiliza cuando llega a la parada de 3 m. El traje habrá recuperado casi toda su flotabilidad y lleva unos 7,5 kg de gas, por lo que necesitará unos 7,5 litros de gas en el chaleco compensador para compensar. A esta profundidad, una disminución de 1 m de profundidad hará que el gas en el chaleco compensador se expanda a 1,3/1,2 × 7,5 = 8,125 litros, una diferencia de 0,625 litros.

Un método alternativo para ajustar la flotabilidad del buceador es variar la densidad de un recipiente rígido de volumen desplazado constante, ajustando el volumen de agua añadida en un espacio normalmente lleno de gas. Este enfoque también puede describirse como reducción de la flotabilidad, en contraposición a la adición de flotabilidad cuando se añade gas a un espacio de presión ambiental flexible. Estos recipientes de presión de flotabilidad variable se utilizan en sumergibles y submarinos para el control fino de la flotabilidad y el ajuste. Se inyecta agua de los alrededores en el tanque para disminuir la flotabilidad mediante la diferencia de presión ambiental o mediante una bomba, dependiendo de la presión interna del gas. El agua se puede extraer de forma similar para aumentar la flotabilidad. Como el tanque es rígido y efectivamente incompresible dentro del rango de profundidades de buceo para el que está destinado, los cambios de flotabilidad debidos a la variación de profundidad durante la inmersión son insignificantes, y el buceador solo necesita ajustar la flotabilidad para tener en cuenta el uso de gas y la variación de volumen del traje de buceo. ^{[7] [6]}

Una forma de hacerlo es bombeando agua a un cilindro de buceo, utilizando una vejiga flexible para mantener separados el gas y el agua, lo que requiere un cilindro fabricado para este propósito, con una entrada de agua al espacio alrededor de la vejiga interna, conectado a una bomba de alta presión y un sistema de válvula de control. Si los pesos se han optimizado para el equipo y el buceador está casi en flotabilidad neutra al comienzo de la inmersión, se necesita agregar muy poca agua al comienzo de la inmersión, por lo que la presión del gas no aumenta mucho. Se bombea más agua durante la inmersión para compensar la masa de gas utilizada, pero en este momento la presión habrá disminuido considerablemente. Una pequeña cantidad de presión de gas residual al salir a la superficie será suficiente para expulsar el agua de lastre y establecer una flotabilidad positiva. Si este sistema se utiliza con cilindros de descompresión o de rescate adicionales montados en eslingas, se necesitará un mayor volumen de agua para compensar el uso adicional de gas, y la presión del gas en el cilindro de compensación de flotabilidad aumentará un poco más. El sistema Avelo utiliza este mecanismo, con una unidad de bomba alimentada por batería recargable que es desmontable del cilindro. ^{[7] [6]}

Este sistema es inherentemente más estable con la variación de la presión hidrostática y disminuye la flotabilidad a partir del estado inicial, que es con un cilindro lleno de gas al comienzo de la inmersión. Para minimizar el aumento de presión causado por bombear agua de lastre en el cilindro cuando está lleno, se realiza un lastrado para una flotabilidad casi neutra al comienzo de la inmersión, con la flotabilidad positiva suficiente para nadar de manera segura en la superficie con un tanque lleno, y se bombea un volumen relativamente pequeño de agua para descender, que se aumenta periódicamente durante la inmersión para compensar la pérdida de masa del gas respirable. Después de salir a la superficie, la masa de agua agregada se libera para brindar una flotabilidad positiva cómoda y minimizar el peso del equipo al salir del agua. Si se usa un traje seco, la flotabilidad positiva inicial en la superficie se puede controlar inflando el traje en exceso de la cantidad necesaria para la elevación de la ropa interior, lo que permite el descenso mediante el vaciado del traje.

El rango de profundidad en el que se puede mantener una flotabilidad neutra efectivamente estable es inversamente proporcional al volumen de los espacios de gas a presión ambiental en el equipo del buceador (el volumen pulmonar se compensa automáticamente mediante la respiración normal, y la máscara es pequeña y se mantiene reflexivamente a un volumen constante por la mayoría de los buceadores). Cuando se utiliza un compensador de flotabilidad incompresible, casi todo el volumen variable está en el traje de buceo, y se maximiza el rango de profundidad de flotabilidad efectivamente neutra. Un buceador sin traje de buceo tendría una flotabilidad neutra efectiva en todo el rango de profundidad de la inmersión, y solo necesitaría ajustar la flotabilidad para la pérdida de masa a medida que se utiliza el gas. ^{[7] [6]}

Un sistema superficialmente similar se utilizó en el sistema Dacor (CV Nautilus) de la década de 1970, donde el volumen de gas a presión ambiental en la carcasa rígida se mantenía mediante un regulador de demanda que detectaba automáticamente un déficit de presión entre las presiones interna y externa y una válvula de descarga automática para liberar la sobrepresión interna, de forma muy similar al control de volumen de un circuito de rebreather mediante una válvula de diluyente automática (ADV) y una válvula de sobrepresión , pero esto reducía la flotabilidad inundando la carcasa con agua y aumentaba la flotabilidad añadiendo gas a presión ambiental desde el suministro de gas respirable, en lugar de reducir el volumen de gas almacenado comprimiéndolo. Se añadía o quitaba agua de la carcasa para compensar la compresión del traje y el uso de gas mediante una válvula operada manualmente. Un problema inherente a este sistema es que el buceador todavía debe compensar manualmente los cambios de flotabilidad debido a la compresión y expansión del traje al cambiar de profundidad, por lo que las ventajas son menos marcadas cuando se utiliza con trajes de buceo gruesos y comprimibles. ^[8]

Existen tres configuraciones principales del dispositivo de compensación de flotabilidad de vejiga inflable según la distribución de la flotabilidad:

Un chaleco salvavidas ajustable (ABLJ) se coloca alrededor del cuello y sobre el pecho, se asegura con correas alrededor de la cintura y, por lo general, entre las piernas. A veces se los conoce como " collares de caballo " debido a su parecido, y se derivan históricamente del chaleco inflable del equipo de demolición submarina (UDT) o chaleco salvavidas Mae West que se les entregó a los aviadores y buceadores de la Segunda Guerra Mundial. ^{[9] [4] [2]}

Se desarrollaron en la década de 1960 y han sido reemplazados en gran medida por los BC de tipo ala y chaleco, principalmente porque la flotabilidad se concentra en frente del buceador cuando está lleno, y detrás del cuello cuando está parcialmente lleno, lo que produce una tendencia a desplazar el centro de flotabilidad del buceador hacia la cabeza con el inflado, lo que afecta negativamente al equilibrio del buceador bajo el agua. ^[10] La ubicación del ABLJ en el pecho del buceador y alrededor del cuello proporciona la mejor distribución de flotabilidad de los diseños de compensadores de flotabilidad cuando se trata de hacer flotar a un buceador angustiado, fatigado o inconsciente boca arriba en la superficie en caso de un problema. Normalmente no proporcionan un buen equilibrio mientras están sumergidos, ya que el centro de flotabilidad de un buceador con equilibrio horizontal se moverá hacia la parte posterior del cuello cuando la vejiga esté inflada, lo que inducirá un equilibrio con la cabeza hacia arriba, lo que puede aumentar los impactos adversos en el entorno bentónico.

El Dacor Seachute BC4 tenía vejigas superiores e inferiores únicas. La vejiga superior estaba alrededor del cuello y se podía inflar con el cartucho de dióxido de carbono para usarla como chaleco salvavidas en la superficie. La vejiga inferior estaba sobre el área del estómago del buceador y se inflaba con gas LP del regulador para controlar la flotabilidad bajo el agua. Esta disposición proporcionaba una mejor distribución de la flotabilidad para el control del equilibrio durante el buceo que la mayoría de los otros sistemas de inflado frontal. ^[11]

Chaleco BC, chaleco antibalas, chaleco estabilizador, chaleco estabilizador o (despectivamente) "chaleco caniche". Los chalecos BC son chalecos inflables que el buceador usa alrededor de la parte superior del torso y que incorporan el arnés de la botella. La cámara de aire se extiende desde la espalda alrededor de los costados del buceador o sobre los hombros del buceador. ^[2]

Algunos buceadores prefieren las vejigas envolventes porque les permiten mantener una posición erguida en la superficie con mayor facilidad. Sin embargo, algunos diseños tienden a apretar el torso del buceador cuando están inflados y suelen ser voluminosos en los costados o en la parte delantera cuando están completamente inflados, y pueden carecer del volumen suficiente para soportar un equipo técnico completo con un traje de neopreno grueso. ^[2]

Los chalecos compensadores de flotabilidad suelen proporcionar hasta unos 25 kilogramos de flotabilidad (según el tamaño) y son bastante cómodos de llevar, si son del tamaño correcto y están ajustados al buceador. Los chalecos compensadores de flotabilidad son el tipo más común entre los buceadores recreativos porque pueden integrar control de flotabilidad, pesos, puntos de sujeción para equipo auxiliar y retención de botellas en una sola pieza de equipo. El buceador solo necesita conectar un conjunto de botella y regulador para tener un equipo de buceo completo. Algunos chalecos compensadores de flotabilidad "técnicos-recreativos" (básicamente recreativos con capacidad técnica limitada) tienen la capacidad de llevar varias botellas: conjuntos gemelos en la espalda y botellas de eslinga a los lados, suspendidas de anillos en D. La falta de flexibilidad para colocar los anillos en D debido a las limitaciones estructurales en algunos diseños se soluciona en parte colocando un mayor número de anillos en D, algunos de los cuales pueden estar en el lugar correcto para un buceador determinado.

Se pueden distinguir tres configuraciones envolventes principales:

• La patente original del chaleco estabilizador de Scubapro incluía una vejiga de flotabilidad que permitía el flujo de aire alrededor de los brazos y de la mochila (el diseño patentado de flujo continuo de 360°). Esta vejiga fue compleja de fabricar. ^[8]
• Bolsas de aire que se colocan sobre el hombro y se separan debajo de los brazos, cuyo centro de flotabilidad se encuentra bastante alto en el cuerpo cuando están completamente infladas, lo que tiende a mantener al buceador erguido en la superficie. Son voluminosas en la parte delantera del torso, en particular en la zona de los hombros y el pecho, y relativamente despejadas en los costados debajo de los brazos.
• Con extensiones de la vejiga desde la parte inferior de la espalda hacia adelante bajo los brazos, pero separadas en los hombros, y sin flotabilidad en la parte superior del pecho, que tiene un centro de flotabilidad más bajo cuando está completamente inflado, y tiende a inclinar al buceador hacia atrás cuando está completamente inflado en la superficie. Estos pueden ser muy voluminosos debajo de los brazos cuando se agregan pesos integrados y/o bolsillos, y para buceadores con cintura más pequeña, también en la parte delantera del área de la cintura, pero son relativamente transparentes en el área del pecho y los hombros. La "carcasa" o carcasa de la vejiga generalmente está separada de la faja, que puede ajustarse cómodamente mientras que deja la vejiga con un ajuste relativamente suelto alrededor del torso, para evitar restringir la respiración cuando está completamente inflada. Sin embargo, la faja se ajusta sobre el abdomen cerca del diafragma y si se ajusta cómodamente, puede restringir el movimiento de respiración abdominal.

Los sistemas de sujeción del chaleco compensador están pensados ​​generalmente para limitar el desplazamiento del mismo como resultado de las fuerzas de elevación, lo que incluye minimizar la tendencia a deslizarse hacia la cabeza cuando el buceador está en posición vertical mientras la vejiga está inflada. Si el buceador lleva un cinturón de lastre, este tirará en la dirección opuesta a la elevación del chaleco compensador y puede provocar que el buceador se hunda dentro del chaleco cuando esté en posición vertical mientras flota en la superficie. Las soluciones a este problema incluyen el fajín (una banda ancha ajustable en la cintura) y la correa de la entrepierna (una correa entre las piernas). La correa de la entrepierna, cuando se ajusta correctamente, es eficaz para evitar este desplazamiento, pero puede evitar que el cinturón de lastre se caiga del buceador si se cae en una emergencia. Colocar el cinturón de lastre sobre la correa de la entrepierna después de ponerse el chaleco compensador puede ser difícil. El fajín es un intento de evitar este problema, ya que el cinturón de lastre no se puede enganchar en él de la misma manera, sino que el cinturón de lastre debe usarse debajo del fajín, obstruyendo el acceso a la hebilla, o debajo del fajín. La eficacia de una faja depende de que la cintura sea menor que la circunferencia del torso superior y puede restringir la respiración libre si se ajusta demasiado apretada.

Esta tendencia del chaleco hinchado a desplazarse hacia la cabeza es un problema menor cuando los pesos se llevan en bolsillos de peso integrados en el chaleco, pero puede tener una tendencia a deslizarse hacia la cabeza cuando se desinfla en un buceador invertido bajo el agua. Esto es un problema menor para el buceador recreativo medio, que no pasa mucho tiempo con la cabeza bajo el agua, pero puede aumentar la dificultad de recuperación de una inversión de traje seco donde el aire del traje fluye hacia los pies y los pesos del chaleco se desplazan hacia la cabeza. Una correa de entrepierna evitará esto. ^[3]

Los compensadores de flotabilidad con inflado posterior se caracterizan por la disposición de placa posterior y ala de acero inoxidable, popular entre los buceadores técnicos, pero también hay otras disposiciones disponibles. Las alas o placa posterior y ala consisten en una vejiga inflable que se usa entre la espalda del buceador y el cilindro o cilindros. Inventada por Greg Flanagan en 1979 para los buceadores de cuevas del norte de Florida, y desarrollada posteriormente por William Hogarth Main ^[12] , la configuración de placa posterior y ala no es un desarrollo reciente, pero ha ganado popularidad debido a su idoneidad para el buceo técnico , donde se usa a menudo, ya que el buceador técnico suele llevar varios cilindros en la espalda y/o enganchados a anillos en D en la cincha del arnés. Los cilindros montados en la espalda o el conjunto de rebreather se sujetan sobre la vejiga de flotabilidad a una placa posterior que se sujeta al buceador mediante el arnés. El diseño de ala libera los costados y el frente del buceador y permite una vejiga de gran volumen con alta capacidad de elevación (las alas de 60 libras/30 litros no son poco comunes). Algunos diseños utilizan correas elásticas o cordones elásticos alrededor de la vejiga para constreñirla cuando no está inflada, aunque existe controversia sobre la seguridad y utilidad de este añadido. ^[13] La distancia entre los orificios de los tornillos en la línea central de la placa posterior se ha estandarizado en 11 pulgadas (280 mm) entre centros. ^[12]

Otros chalecos compensadores de flotabilidad de inflado posterior son más parecidos al estilo de chaleco en cuanto a la estructura, la sujeción al buceador y los accesorios, y se diferencian principalmente en la posición de la vejiga, que es similar a un ala, quedando completamente detrás del buceador, sin extensiones a los lados ni al frente. Los chalecos compensadores de flotabilidad de inflado posterior son menos voluminosos en los lados, pero pueden tener una tendencia a hacer flotar al buceador inclinado hacia adelante en la superficie según el peso y la distribución de la flotabilidad, lo que presenta un posible peligro en una emergencia si el buceador está inconsciente o no puede mantener la cabeza fuera del agua.

En la década de 1970 se comercializaron algunos chalecos compensadores de inflación trasera con compartimento de aire rígido de corta duración ^[8], y el sistema de densidad variable Avelo está montado en la parte trasera. ^[6]

También es posible una disposición híbrida, en la que la mayor parte de la flotabilidad se encuentra en la espalda, pero una pequeña cantidad en los lados, debajo de los brazos.

Una pequeña proporción de los compensadores de flotabilidad de estilo ala se han producido con una disposición de vejiga doble. La intención es que la vejiga secundaria sea una reserva en caso de falla de la vejiga primaria. El principio básico es defendible, pero la disposición puede presentar varios riesgos adicionales, algunos de los cuales han causado incidentes potencialmente mortales. La gestión segura de un sistema de vejiga doble requiere que el buceador esté consciente del estado de inflado de cada vejiga en todo momento y que descargue el gas de la vejiga o vejigas correctas durante el ascenso para evitar un ascenso descontrolado por flotabilidad. Se han probado varias disposiciones con la intención de hacer que la disposición sea aceptablemente segura. Una es unir las válvulas de inflado y desinflado para que ambas vejigas siempre se utilicen en paralelo. En la práctica, esto requiere una modificación personalizada de dos unidades de inflado para que puedan operarse juntas con una mano, ya que no hay una unidad de producción con esta función disponible. Las válvulas de descarga de tracción también deben estar conectadas de manera que funcionen de manera confiable simultáneamente en paralelo, y la probabilidad de un mal funcionamiento de la válvula de entrada se duplica al estar en paralelo.

Otra estrategia es tener los mecanismos de inflado en lados opuestos del cuerpo. Como es posible activar inadvertidamente la válvula de inflado, y puede tener fugas sin que el buceador se dé cuenta hasta que la flotabilidad haya aumentado significativamente, esto solo es confiable si no hay una manguera de inflado de baja presión conectada a la vejiga de respaldo, de modo que solo se pueda inflar por vía oral, y luego siempre inflar la vejiga primaria usando gas de baja presión del regulador. Esto se puede llevar un paso más allá al tener un estilo diferente de válvula de inflado oral en la vejiga secundaria.

En la filosofía DIR , los compensadores de flotabilidad de doble vejiga se consideran innecesarios e inseguros . Innecesarios porque existen métodos alternativos más simples a disposición de un buceador correctamente equipado para compensar un chaleco antibalas defectuoso, e inseguros porque no hay una manera obvia de saber qué vejiga contiene aire, y una fuga en la vejiga secundaria puede pasar desapercibida hasta que la flotabilidad haya aumentado hasta el punto de que el buceador no pueda detener el ascenso, mientras lucha por vaciar el aire de la vejiga equivocada. Monitorear el contenido de aire de dos vejigas es una carga de trabajo adicional innecesaria, que distrae la atención de otros asuntos. ^[14]

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  Buceador con un compensador de flotabilidad de ala
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  Alas para juego de dos cilindros: los cilindros se sujetan entre sí mediante 2 bandas metálicas que se atornillan a través del ala hasta la placa posterior.
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  Cámara de un compensador de flotabilidad de ala, mostrando el lado que está más alejado del buceador. Los dos pares de ranuras permiten el uso de correas de leva para sujetar un solo cilindro
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  Buzos preparándose para una inmersión de descompresión utilizando una placa posterior y un ala con cilindros de gas de descompresión montados en una eslinga.

Una variación del compensador de flotabilidad montado en la espalda se utiliza sin una placa posterior para el buceo con montaje lateral . Esta disposición es funcionalmente similar a usar el compensador de flotabilidad intercalado entre el cilindro o cilindros y la placa posterior, pero no hay placa posterior ni cilindro montado en la espalda. La celda de flotabilidad puede montarse entre el arnés de montaje lateral y el buceador, o en la parte superior del arnés. Los lados de la vejiga pueden estar restringidos para que no floten hacia arriba cuando se infla mediante cuerdas elásticas sujetadas a la cintura frente al buceador o sujetadas entre sí, formando un cinturón elástico en la parte delantera de las caderas, muy por debajo del diafragma. En esta aplicación, el montaje en la espalda evita que la vejiga inflada ocupe el espacio a los lados del buceador donde están suspendidos los cilindros. ^[15]

Algunos arneses de montaje lateral se pueden adaptar para su uso con un cilindro de montaje posterior como opción, sin la placa posterior rígida. ^[15]

Los compensadores de flotabilidad también se utilizan con los rebreathers. En la mayoría de los casos, los rebreathers de buceo técnico montados en la espalda utilizan una vejiga tipo ala integrada con el arnés del rebreather, con la vejiga alrededor del marco del rebreather. Los rebreathers montados en el lateral tienden a estar suspendidos de los lados de los arneses de montaje lateral, que incluyen el compensador de flotabilidad.

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  Arnés minimalista de montaje lateral que muestra correas, deslizadores y anillos en D, compensador de flotabilidad, portapesos integrados y cilindro
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  Vista superior del buzo de montaje lateral
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  Buceador con montaje lateral en una cueva mostrando 2 cilindros y vista posterior del chaleco compensador
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  Arnés combinado de montaje lateral y posterior. Vista frontal
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  Arnés combinado de montaje lateral y posterior. Vista posterior
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  Arnés de montaje lateral Apeks, parte superior
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  Parte inferior del arnés de montaje lateral Apeks

Se han fabricado compensadores de flotabilidad inflables de todo tipo, tanto con revestimiento simple como con carcasa y vejiga. La resistencia y la resistencia a los daños de ambos sistemas de construcción dependen más de los detalles de diseño y de la calidad de los materiales y de la fabricación que de la elección del sistema, aunque el mantenimiento puede variar, ya que es más rápido limpiar, secar e inspeccionar un revestimiento simple que uno con vejiga y carcasa, y la vejiga y la carcasa tendrán más componentes para un diseño equivalente.

Una construcción de una sola piel utiliza el material de la vejiga de flotabilidad como material estructural para la unidad, y una estructura de carcasa y vejiga utiliza la carcasa con fines de soporte de carga y para proteger la vejiga, que es una parte reemplazable.

Dependiendo de los detalles de construcción, el buzo puede necesitar llevar hasta cuatro libras de plomo (dos kilos) para contrarrestar la flotabilidad positiva de un BC vacío. ^[5]

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  Componentes de un ajuste de piel de un compensador de flotabilidad
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  Accesorio interno que pasa a través del orificio de la vejiga de un compensador de flotabilidad
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  Accesorio interno del compensador de flotabilidad y junta para manguera de llenado o válvula de descarga en su lugar
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  Esquina del ala del compensador de flotabilidad de montaje lateral que muestra el ajuste de la piel ensamblado
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  Esquina del ala del compensador de flotabilidad de montaje lateral que muestra la válvula de descarga ensamblada
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  Esquina del ala del compensador de flotabilidad de montaje lateral que muestra la conexión de la manguera de inflado

Todos los compensadores de flotabilidad de tipo vejiga de gas a presión ambiental tendrán algunos componentes en común:

• Una vejiga flexible para contener gas que puede agregarse o liberarse durante la inmersión para controlar la flotabilidad.
• Un medio para agregar gas a la vejiga, generalmente un inflador de alimentación directa de baja presión ^{[notas 1]} o un inflador mecánico ^{[notas 2]} que inyecta gas desde una manguera de baja presión desde el regulador de primera etapa de un cilindro de buceo hasta la vejiga del chaleco compensador, y generalmente una opción de inflado oral. El flujo de gas se controla mediante una válvula de inflado accionada por resorte, normalmente cerrada y operada manualmente.
• Una válvula de ventilación ^{[notas 1]} o válvula de descarga ^{[notas 2]} que permite que el gas se libere o escape de manera controlada de la(s) vejiga(s) del chaleco. La mayoría de los chalecos tienen al menos dos ventilaciones: una en el extremo superior y la otra en la parte inferior del chaleco, para usar cuando el aire migra a la parte del chaleco que esté más arriba; la ventilación situada en el hombro se usa cuando el buceador está en posición vertical y la ventilación situada más cerca de la cintura se usa cuando está invertido. La ventilación a través del sistema de inflado oral también suele ser posible y puede ser la preferida.
• Las válvulas de inflado oral y de baja presión suelen combinarse como una unidad en el extremo de una manguera de inflado de goma corrugada o acanalada, con el botón de la válvula de inflado de baja presión en el lado opuesto al conector de la manguera LP y la válvula combinada de inflado oral y de escape en el extremo de la unidad, en línea con la manguera corrugada. Ambos botones se pueden utilizar simultáneamente si se sostienen correctamente. Esta disposición facilita que el buceador se adapte a un chaleco no familiar, ya que el funcionamiento se ha estandarizado en gran medida.
• Una válvula de alivio de sobrepresión que purga automáticamente la vejiga si el buceador infla demasiado el chaleco al ascender o al inyectar demasiado gas. Esta suele ser una función secundaria de la válvula de ventilación o descarga y es una característica de seguridad necesaria para evitar daños por sobrepresión. No liberará el exceso de gas automáticamente durante un ascenso normal. Estas válvulas de ventilación están accionadas por resorte y normalmente están cerradas, pero se pueden operar manualmente tirando de un cordón corto.
• Un medio para asegurar el chaleco al buceador con el fin de transferir las fuerzas de flotabilidad y mantener el chaleco en la posición prevista para su función. El chaleco se suele asegurar al torso del buceador, ya sea con correas especiales o como parte de un sistema multifuncional integrado con la vejiga o la carcasa.

Además, algunos BC pueden incluir otras características:

• Una carcasa textil resistente para contener y proteger la vejiga, y a la que se fijan la mayoría de los demás componentes, con cremalleras para acceder a las vejigas;
• Correas (correas) para asegurar los cilindros de montaje posterior;
• Una placa posterior de plástico o metal para soportar cilindros de buceo montados en la parte posterior ;
• Se puede incluir una correa de entrepierna en el arnés para evitar que el chaleco se deslice hacia la cabeza cuando el buceador está en posición vertical y la vejiga está inflada;
• Una faja es un método alternativo para reducir la tendencia del chaleco a deslizarse hacia la cabeza al proporcionar un ajuste ceñido alrededor de la cintura;
• Bolsillos para llevar pequeños accesorios o herramientas;
• Un sistema de pesas de buceo integrado : bolsillos para pesas de plomo con un mecanismo de liberación rápida. ^[16] Las pesas integradas pueden eliminar la necesidad de un cinturón de pesas separado;
• Bolsillos de peso para ajustar la posición del centro de gravedad del buceador para mejorar el equilibrio del buceador ;
• Anillos en D u otros puntos de anclaje para sujetar otros equipos, como luces de buceo, manómetros, carretes, cámaras y cilindros de escenario, de rescate o de montaje lateral;
• Cilindros de inflado de emergencia. Pueden ser cilindros de aire pequeños (de aproximadamente 0,5 litros) que se llenan con el cilindro principal del buceador o cilindros pequeños de dióxido de carbono ;
• Cinta reflectante para una mejor visibilidad;
• Acolchado para mayor comodidad;
• Una vejiga redundante con componentes de llenado y ventilación asociados, como respaldo en caso de falla de la vejiga primaria;
• Regulador de gas respirable alternativo conectado o integrado con el conjunto de válvula de inflado/desinflado;
• Bungees para sujetar un ala parcialmente inflada.

El chaleco compensador debe ajustarse cómodamente al buceador y debe permanecer en su lugar de forma segura sin restringir la libertad de movimiento del buceador. Existe cierto conflicto entre permitir un ajuste fácil para adaptarse a una variedad de complexiones de buceadores y configurar el arnés para que se ajuste de manera óptima a un buceador específico con un traje de buceo específico. Este es un problema particular con los chalecos compensadores de flotabilidad tipo chaqueta, que son inherentemente menos ajustables que los arneses con placa posterior, que son más ajustables, pero pueden requerir más tiempo para ajustarse.

Es de vital importancia que el compensador de flotabilidad completamente inflado pueda soportar al buceador con la carga máxima del equipo en la superficie al comienzo de una inmersión, y con la máxima compresión del traje a la profundidad máxima antes de que se agote demasiado gas. Ha habido muertes debido a la sobrecarga del chaleco. Por otro lado, el control de la flotabilidad es más fácil con el menor volumen posible de gas en el chaleco y el traje seco, ya que estos volúmenes cambian con los cambios de profundidad y deben ajustarse para permanecer neutrales.

Las mediciones del cambio de volumen de la espuma de neopreno utilizada para trajes de neopreno bajo compresión hidrostática muestran que aproximadamente el 30% del volumen, y por lo tanto el 30% de la flotabilidad de la superficie, se pierde en aproximadamente los primeros 10 m, otro 30% en aproximadamente 60 m, y el volumen parece estabilizarse en una pérdida de aproximadamente el 65% en aproximadamente 100 m. ^[17] La ​​pérdida total de flotabilidad de un traje de neopreno es proporcional al volumen inicial sin comprimir. Una persona promedio tiene una superficie de aproximadamente 2 m ² , ^[18] por lo que el volumen sin comprimir de un traje de neopreno de una sola pieza de 6 mm de espesor será del orden de 1,75 × 0,006 = 0,0105 m ³ , o aproximadamente 10 litros. La masa dependerá de la formulación específica de la espuma, pero probablemente será del orden de 4 kg, para una flotabilidad neta de aproximadamente 6 kg en la superficie. Dependiendo de la flotabilidad general del buceador, esto generalmente requerirá alrededor de 6 kg de peso adicional para llevar al buceador a una flotabilidad neutra que le permita un descenso razonablemente fácil. El volumen perdido a 10 m es de aproximadamente 3 litros, o 3 kg de flotabilidad, que aumenta a aproximadamente 6 kg de flotabilidad perdida a unos 60 m. Esto podría casi duplicarse para una persona grande que use un bañador y una chaqueta para agua fría. Esta pérdida de flotabilidad debe compensarse inflando el compensador de flotabilidad para mantener la flotabilidad neutra en profundidad.

Debe ser posible mantener una flotabilidad neutra al final de la inmersión, en la parada de descompresión más superficial, cuando se ha agotado casi todo el gas respirable del buceador. No basta con poder mantenerse neutral sólo con el gas de reserva, ya que si el gas de reserva está casi agotado debido a un problema, el buceador no querrá tener dificultades o no poder permanecer abajo para descomprimirse. ^[5]

El peso debe ser suficiente para permitir que el buceador permanezca en la parada más superficial con los cilindros casi vacíos, y el volumen de flotabilidad disponible debe permitir que el chaleco salvavidas sostenga los cilindros llenos. El volumen mínimo absoluto aceptable para el chaleco salvavidas es suficiente para soportar la masa total de gas respirable en todos los cilindros que llevará el buceador, más el volumen perdido debido a la compresión del traje en profundidad. Esto será suficiente solo si el buceador no lleva exceso de peso. Es más fácil permitir un ligero exceso de peso y utilizar un chaleco salvavidas de un volumen ligeramente mayor, pero si se lleva al exceso, esto hará que el control de la flotabilidad sea más difícil y laborioso, y utilizará más gas, especialmente durante el ascenso, cuando es más crítico. Un chaleco salvavidas diseñado para buceo recreativo o para una persona pequeña puede no tener suficiente volumen para buceo técnico. ^[5]

Un volumen innecesariamente grande del chaleco compensador constituye un mayor riesgo de pérdida de control de la velocidad de ascenso, en particular cuando se combina con llevar más peso del necesario para permitir una flotabilidad neutra al final de la inmersión con las botellas vacías. Por otro lado, un volumen grande proporciona mayor comodidad y seguridad al flotar en la superficie antes y después de una inmersión.

El compensador de flotabilidad inflable se opera ajustando el volumen de gas contenido en la vejiga, utilizando una válvula de inflado para inyectar gas y una o más válvulas de desinflado, o válvulas de descarga para liberar gas. El gas generalmente se suministra desde un puerto de baja presión del regulador de buceo en un cilindro de gas respirable, o por vía oral, como gas exhalado, aunque se pueden utilizar cilindros de gas dedicados. En la superficie, la vejiga se infla para proporcionar flotabilidad positiva, lo que permite al buceador flotar en una orientación preferida, o se desinfla para permitir que el buceador comience a hundirse para iniciar una inmersión. Durante la inmersión, se agrega o libera gas utilizando las mismas válvulas, según sea necesario para proporcionar la flotabilidad deseada. ^{[5] [2]}

El buceador debe ser capaz de establecer tres estados de flotabilidad en diferentes etapas de una inmersión: ^[19]

1. Flotabilidad negativa: cuando el buceador quiere descender o permanecer en el fondo marino. Los buceadores recreativos rara vez necesitan un déficit de flotabilidad importante, pero los buceadores comerciales pueden necesitar ser pesados ​​para facilitar algunos tipos de trabajo. Un descenso con los pies por delante puede facilitar la compensación de los oídos para algunos buceadores, y esto es difícil a menos que la flotabilidad sea ligeramente negativa.
2. Flotabilidad neutra: cuando el buceador desea permanecer a una profundidad constante, con un mínimo esfuerzo y sin ningún otro tipo de apoyo. Este es el estado deseado para la mayor parte de las inmersiones recreativas y permite un equilibrio que minimiza el impacto ambiental. Este estado también es óptimo para diversas actividades de buceo profesional.
3. flotabilidad positiva: cuando el buceador quiere flotar en la superficie o ascender bajo alguna circunstancia de emergencia .

Para lograr flotabilidad negativa, los buzos que llevan o usan equipo flotante deben tener peso para contrarrestar la flotabilidad tanto del buzo como del equipo. ^[20]

Cuando se encuentra bajo el agua, el buceador necesita a menudo flotar de forma neutra y no hundirse ni ascender. Existe un estado de flotabilidad neutra cuando el peso del agua que desplaza el buceador y el equipo es igual al peso total del buceador y el equipo. El buceador utiliza un chaleco compensador para mantener este estado de flotabilidad neutra ajustando el volumen de gas en el chaleco y, por lo tanto, su flotabilidad, en respuesta a varios efectos que alteran el volumen o el peso general del buceador, principalmente: ^[21]

• Si el traje de exposición del buzo está hecho de un material comprimible lleno de gas, como neopreno espumado , el volumen de las burbujas de gas en el material cambiará (siguiendo la Ley de Boyle ) a medida que cambia la presión cuando el buzo desciende y asciende. ^[22] El volumen de gas en el BC se ajusta para compensar esto. ^[21]
• El gas contenido en los espacios de aire flexibles dentro del cuerpo y el equipo del buceador (incluido el gas en el chaleco compensador) se comprime al descender y se expande al ascender. El buceador normalmente contrarresta esto agregando gas al espacio o al traje seco, para evitar que se "aplaste", o liberando el exceso. ^[22] El contenido de gas en el chaleco compensador se ajusta para corregir la flotabilidad si estas otras correcciones no son suficientes. ^[19]
• A medida que avanza la inmersión, se consume gas de las botellas de buceo que lleva el buceador. Esto representa una pérdida progresiva de masa que aumenta la flotabilidad del buceador, y la flotabilidad general del buceador debe reducirse mediante la purga de aire del chaleco compensador. Por esta razón, el buceador necesita configurar su equipo para que tenga un poco más de peso al comienzo de la inmersión, de modo que pueda lograr una flotabilidad neutra después de la pérdida del peso de todo el gas respirable que lleva. ^[23] El aire o nitrox pesa aproximadamente 1,3 gramos por litro a presión estándar. Por lo tanto, la magnitud del cambio de peso por el uso de gas respirable durante una inmersión recreativa varía generalmente de aproximadamente 1,8 kilogramos (4,0 libras) para un cilindro de 10 litros a 200 bares respirado a 50 bares, a aproximadamente 3,5 kilogramos (7,7 libras) para un cilindro de acero de 15 litros a 230 bares (3300 psi) respirado a 50 bares, o alrededor de 5 libras de diferencia para el cilindro común de aluminio (AL80) de 80 pies cúbicos ⁽ 11,1 litros de capacidad interna) presurizado a 3000 psi, respirado a 500 psi, aunque en el buceo técnico con múltiples cilindros la pérdida de masa puede ser considerablemente mayor y, en una emergencia, también se puede utilizar el gas de reserva.

En la práctica, el buceador no piensa en toda esta teoría durante la inmersión. Para mantener la flotabilidad neutra, se añade gas al chaleco cuando el buceador está en posición negativa (demasiado pesado), o se lo purga cuando el buceador está demasiado boyante (demasiado ligero). No existe una posición de equilibrio estable para un buceador con un espacio de gas compresible. Cualquier cambio de profundidad desde una posición de flotabilidad neutra e incluso pequeños cambios de volumen, incluido el acto de respirar, dan como resultado una fuerza hacia una profundidad aún menos neutra. Por lo tanto, el mantenimiento de la flotabilidad neutra en el buceo es un procedimiento continuo y activo, el equivalente al equilibrio en un entorno de retroalimentación positiva . Afortunadamente, la masa del buceador proporciona una fuente de inercia, al igual que el medio líquido, por lo que las pequeñas perturbaciones (como las causadas por la respiración) pueden ser compensadas fácilmente por un buceador experimentado. ^[19]

Existe un rango de profundidad en el buceo en circuito abierto en el que se puede mantener una flotabilidad neutra efectivamente estable ajustando el volumen pulmonar durante el ciclo respiratorio. ^[5] Este rango de profundidad depende del volumen de los espacios de gas a presión ambiental en el buceador y conectados a él, y de la presión ambiental, que representa la profundidad, del buceador con flotabilidad neutra, con un pulmón a la mitad del volumen de marea a la profundidad de referencia. Los cambios de volumen de los espacios de gas a presión ambiental externos son la influencia perturbadora, y la variación del volumen pulmonar alcanzable por el buceador es la influencia restauradora. Este rango pseudoestable de profundidades es mayor a mayores profundidades, ya que se necesita un cambio de profundidad mayor para cambiar la presión, y por lo tanto el volumen, en la misma proporción. De manera similar, el rango es mayor para un volumen total menor de espacio de gas a presión ambiental no respiratorio, ya que la variación en la flotabilidad también es proporcional a esta cantidad, mientras que la capacidad pulmonar del buceador es casi constante. ^[20]

Una característica del buceo que a menudo no es intuitiva para los principiantes es que generalmente es necesario agregar gas al chaleco compensador cuando un buceador desciende de manera controlada, y ventilarlo (retirarlo o vaciarlo) del chaleco compensador cuando el buceador asciende de manera controlada. Este gas (agregado o ventilado) mantiene el volumen del gas en el chaleco compensador durante los cambios de profundidad; esta burbuja debe permanecer a un volumen aproximadamente constante para que el buceador permanezca incluso aproximadamente en flotabilidad neutra. Cuando no se agrega gas al chaleco compensador durante un descenso, el gas en el chaleco disminuye en volumen debido al aumento de la presión, lo que resulta en una disminución de la flotabilidad y un descenso más rápido con una mayor profundidad, hasta que el buceador toca el fondo. El mismo fenómeno de descontrol, un ejemplo de retroalimentación positiva , puede ocurrir durante el ascenso, lo que resulta en un ascenso descontrolado, hasta que un buceador emerge prematuramente sin una parada de seguridad (descompresión). Este efecto es mayor cerca de la superficie, donde el cambio de volumen es mayor en proporción al cambio de profundidad. ^[21]

Con la práctica, los buceadores aprenden a minimizar este problema, empezando por minimizar el volumen de gas necesario en sus chalecos compensadores. Esto se hace utilizando el lastre mínimo necesario para su equipo, lo que mantiene el volumen de gas en el chaleco compensador lo más pequeño posible al comienzo de una inmersión. ^[5] Se liberará del chaleco compensador la cantidad justa de gas para compensar la pérdida lenta de peso a medida que avanza la inmersión, como resultado del uso de gas, que variará según la inmersión, pero está limitado por el contenido de la botella (en la práctica, para un buceador recreativo, esto será de aproximadamente 2 a 4,5 kilogramos (4,4 a 9,9 libras) por botella). La necesidad de compensar el peso excesivo del lastre con un mayor volumen de gas en la vejiga del chaleco compensador reduce considerablemente el rango de profundidad en el que el ajuste del volumen de respiración puede compensar los cambios en el volumen de gas del chaleco compensador. ^[19]

Los buceadores experimentados pueden desarrollar conductas reflejas entrenadas algo complejas, que involucran el control de la respiración y el manejo del gas del chaleco compensador durante los cambios de profundidad, lo que les permite mantener una flotabilidad neutra minuto a minuto durante una inmersión, sin tener que pensar mucho en ello. ^[5] Los buceadores expertos pueden identificarse por su capacidad para mantener una profundidad constante en posición horizontal, sin usar aletas. La facilidad y precisión del control de la flotabilidad se ve afectada por la conciencia de los cambios de profundidad. El control de precisión es relativamente fácil cuando hay una referencia visual clara, pero más difícil cuando la única referencia es la instrumentación. Las circunstancias más difíciles para la mayoría de los buceadores son durante el ascenso con poca visibilidad en media agua sin una línea de ascenso, un momento en el que el control de la profundidad es más importante para la seguridad de la descompresión.

La orientación vertical-horizontal, o equilibrio, del buceador sumergido está influenciada por el chaleco compensador y por otros componentes de flotabilidad y peso, y contribuye el cuerpo, la ropa y el equipo del buceador. El buceador normalmente desea estar equilibrado casi horizontalmente (boca abajo) mientras está bajo el agua, para poder ver y nadar eficientemente, pero más casi vertical y quizás parcialmente supino, para poder respirar sin un regulador cuando está en la superficie. La flotabilidad y el equilibrio pueden afectar significativamente la resistencia hidrodinámica de un buceador y el esfuerzo requerido para nadar. El efecto de nadar con un ángulo de cabeza hacia arriba, de aproximadamente 15°, como es bastante común en buceadores mal equilibrados, puede ser un aumento de la resistencia del orden del 50%, lo que afectará negativamente el consumo de gas. ^[24]

La orientación estática y estable de un objeto que flota en el agua, como un buzo, está determinada por su centro de flotabilidad y su centro de masa. En equilibrio estable, estarán alineados por la gravedad y la flotabilidad con el centro de flotabilidad verticalmente por encima del centro de masa. La flotabilidad general y el centro de flotabilidad del buzo se pueden ajustar de forma rutinaria modificando el volumen del gas en el chaleco, los pulmones y el traje de buceo . La masa del buceador en una inmersión típica generalmente no cambia mucho (ver arriba—un tanque típico de "aluminio 80" de un centro de buceo a 207 bares (3000 psi) contiene aproximadamente 2,8 kilogramos (6,2 libras) de aire o nitrox, de los cuales aproximadamente 2,3 kilogramos (5,1 libras) se usan típicamente en una inmersión, aunque cualquier espacio de aire como en el chaleco compensador y en los trajes de buceo se expandirá y encogerá con la presión de profundidad. Es posible que haya cambios mayores en la flotabilidad si se desechan los pesos de buceo o se recoge un objeto pesado.

Generalmente, el buceador tiene poco control sobre la posición del centro de flotabilidad en el BC durante una inmersión, el aire en un compensador de flotabilidad inflado de forma incompleta ascenderá a la parte más superficial de la vejiga a menos que lo impida una restricción al flujo. La posición de este punto superficial dependerá del ajuste del buceador y de la geometría de la vejiga. Si el buceador cambia de orientación en el agua, el gas fluirá a la nueva parte alta si no tiene que fluir hacia abajo primero para llegar allí. Como resultado de este movimiento de gas, algunos compensadores de flotabilidad tenderán a mantener al buceador en la nueva posición hasta que se cambie activamente. Esto es más probable en las vejigas tipo ala montadas en la espalda, donde el gas puede fluir lateralmente hacia el lado alto y permanecer allí. El buceador puede cambiar el centro de gravedad mediante el ajuste de la configuración del equipo, que incluye su configuración y posición de los pesos, que en última instancia influyen en dónde se coloca la elevación efectiva del BC en relación con el centro de gravedad . ^[25]

Tradicionalmente, los cinturones o sistemas de pesas se usan con las pesas en la cintura o cerca de ella y están dispuestos con un mecanismo de liberación rápida para permitir que se los deseche rápidamente para proporcionar flotabilidad adicional en una emergencia. El peso que se lleva en un cinturón se puede distribuir para desplazarlo hacia adelante o hacia atrás y así cambiar la posición del centro de masa del buceador. Los sistemas que integran las pesas en el chaleco pueden proporcionar una mayor comodidad siempre que no sea necesario quitarse el chaleco del cuerpo del buceador, por ejemplo, en una emergencia submarina como un enredo. Cuando se quita un chaleco con pesas integradas, un buceador que no lleve cinturón de pesas y lleve cualquier tipo de traje húmedo o seco flotará mucho. ^[2]

Al inflar el chaleco en la superficie, un buceador consciente puede flotar boca arriba fácilmente, dependiendo de las opciones de configuración de su equipo. Un buceador fatigado o inconsciente puede flotar boca arriba en la superficie mediante el ajuste de su flotabilidad y de los pesos, de modo que la flotabilidad eleve la parte superior y frontal del cuerpo del buceador, y los pesos actúen en la parte inferior de la espalda. Un chaleco con cuello de caballo inflado siempre proporciona esta orientación, pero un chaleco o un ala inflados pueden hacer flotar al buceador boca abajo si el centro de flotabilidad está detrás del centro de gravedad. Esta orientación flotante generalmente se considera indeseable y se puede minimizar reubicando algunos de los pesos más hacia atrás y utilizando cilindros de mayor densidad (normalmente de acero), que también mueven el centro de masa hacia la espalda del buceador. El tipo de chaleco también se puede seleccionar teniendo en cuenta este factor, seleccionando un estilo con un centro de flotabilidad más adelante cuando está lleno, ya que esto tiene el mismo efecto neto. Se pueden utilizar cualquiera o todas estas opciones para ajustar el sistema a las características deseadas ^[26] y pueden contribuir muchos factores, como el número y la posición de los cilindros de buceo , el tipo de traje de buceo , la posición, el tamaño y la distribución de la flotabilidad de los cilindros de etapa, el tamaño y la forma del cuerpo del buceador y el uso de pesas en los tobillos o equipo de buceo adicional. Cada uno de estos factores influye en la orientación preferida del buceador bajo el agua (horizontal) y en la superficie (vertical a supina) hasta cierto punto.

El sistema de inflado habitual es mediante una manguera de baja presión desde el suministro de gas respiratorio principal, pero una botella pony de alimentación directa dedicada era común en los primeros compensadores de flotabilidad, y sigue siendo una opción para algunos modelos. La mayoría de los chalecos compensadores permiten el inflado oral tanto bajo el agua como en la superficie. Esto podría reducir teóricamente el consumo de gas, pero generalmente no se considera que valga la pena el esfuerzo y el ligero riesgo adicional de sacar el DV de la boca bajo el agua y posiblemente tener que purgarlo antes de volver a respirar. Sin embargo, el inflado oral es un método de inflado alternativo eficaz en caso de falla del sistema de inflado presurizado. El inflado de emergencia con cartucho de CO2 desechable _se proporciona en algunos chalecos compensadores más antiguos. ^[4]

El consumo de gas varía según el perfil de inmersión y la habilidad del buceador. El consumo mínimo corresponde a un buceador que utiliza la cantidad correcta para neutralizar la flotabilidad y no desperdicia gas por sobrellenado o por exceso de peso. El volumen real de la vejiga no debería afectar el consumo de gas de un usuario experto, ya que solo se necesita el gas suficiente para lograr una flotabilidad neutra. Las inmersiones profundas requerirán más gas, y las inmersiones en las que el buceador asciende y desciende en grandes cantidades y/o con frecuencia, requerirán ventilación para cada ascenso e inflado para cada descenso. La cantidad de gas utilizada durante la inmersión durante las pruebas de la Marina de los EE. UU. fue generalmente inferior al 6% del consumo total de gas, ^[11] y el uso de pequeños cilindros dedicados para el inflado se consideró adecuado, pero no necesario. Para el buceo técnico profundo se considera prudente suministrar el chaleco compensador desde un regulador o cilindro diferente al gas de inflado del traje seco, ya que esto reduce el riesgo de falla simultánea de ambas opciones de control de flotabilidad en un orden de magnitud. ^[3]

Cuando se utiliza con una máscara o casco de cara completa, o con un rebreather, el inflado oral se vuelve impracticable o imposible, y la fiabilidad del sistema de inflado se vuelve crítica para la seguridad. Los buceadores que usan trajes secos tienen una fuente de gas alternativa disponible si los sistemas de conexión rápida para el traje y el chaleco son compatibles y los suministros de gas son independientes. El traje seco también se puede utilizar normalmente para flotabilidad adicional en caso de emergencia. El uso de conectores rápidos compatibles tanto para el traje seco como para el compensador de flotabilidad es también una forma de reducir el riesgo de que ambos elementos no estén disponibles durante una inmersión, siempre que el buceador tenga la destreza y la fuerza para desconectar y volver a conectar los accesorios bajo el agua. ^{[14] [3]}

Aunque un compensador de flotabilidad correctamente ajustado y operado de manera competente es uno de los elementos más importantes del equipo para la seguridad, conveniencia y comodidad de los buceadores, en particular para los buceadores autónomos, también es un peligro importante si se usa incorrectamente o en caso de algún tipo de mal funcionamiento: ^[27]

• Existe el riesgo de que un cilindro de inflado de emergencia se abra accidentalmente durante una inmersión, lo que provocaría un ascenso rápido y un barotraumatismo para el buceador. El dióxido de carbono , al ser venenoso a altas presiones parciales , es un gas peligroso para tener en un BC si el buceador puede inhalarlo de la bolsa bajo el agua. ^[28] El riesgo de que esto suceda es bastante bajo, ya que el buceador puede saber que se ha operado el inflado de emergencia y los buceadores ya no están capacitados para usar el gas del BC como suministro alternativo de gas respirable. La mayoría de los BC no tienen una opción de inflado de CO2 _, lo que elimina este peligro.
• Las vejigas redundantes pueden llenarse inadvertidamente, ya sea por una acción no intencionada del buceador o por un mal funcionamiento del mecanismo de llenado, y si el fallo no se reconoce y se soluciona rápidamente, esto puede dar lugar a un ascenso descontrolado, con el riesgo asociado de enfermedad por descompresión . Existe el riesgo de que el buceador no reconozca qué vejiga está llena e intente vaciar desde la incorrecta. El riesgo se puede reducir asegurándose de que los mecanismos de llenado se distingan claramente tanto por el tacto como por la posición, y no conectando una manguera de suministro de baja presión a la reserva hasta que sea necesario, de modo que sea imposible añadir gas por accidente. Otra estrategia para evitar el problema de la confusión entre las vejigas en uso es unir las válvulas de inflado y asumir que ambas están siempre en uso. Para que esto funcione de forma razonablemente fiable, las válvulas de vaciado también deben funcionar siempre juntas.
• Una falla catastrófica de la vejiga debido a una perforación, desgarro o falla de la válvula de descarga o del conjunto de inflado puede dejar al buceador con una flotabilidad inadecuada para realizar un ascenso seguro, en particular si bucea a gran profundidad con un gran suministro de gas y un peso desechable insuficiente. El riesgo se puede mitigar buceando con un traje seco, que se puede inflar para aumentar la flotabilidad en caso de emergencia, llevando una DSMB, que se puede desplegar para proporcionar un flotador en la superficie, y utilizando pesos desechables distribuidos; desechar todo el cinturón de lastre o demasiado peso puede resultar en el problema opuesto de flotabilidad excesiva y la incapacidad de mantener la flotabilidad neutra en las paradas de descompresión.
• El mal funcionamiento de la válvula de inflado puede inflar la vejiga cuando no se necesita flotabilidad y, si no se reconoce y se trata con prontitud, puede provocar un ascenso descontrolado con el riesgo asociado de enfermedad por descompresión . Esto puede suceder más rápidamente con infladores combinados con válvulas de demanda alternativas, ya que deben utilizar un conector de manguera de mayor diámetro para poder suministrar suficiente gas respirable a profundidad a un buceador estresado. Sin embargo, las válvulas de sobrepresión y descarga estándar provistas pueden ventilar el aire más rápido de lo que la válvula de inflado puede llenar la vejiga. ^{[11] [27]} Esto se puede mitigar con la capacidad de desconectar la manguera del inflador bajo presión, una habilidad que se enseña en algunas agencias.
• Las correas de leva ineficaces o mal ajustadas pueden hacer que el cilindro se deslice y se caiga del arnés. Las correas de leva dobles brindan redundancia para evitar que una correa de leva se suelte inadvertidamente.
• El volumen excesivo de gas, para compensar el exceso de peso o el transporte de equipo pesado, puede aumentar durante el ascenso más rápido de lo que el buceador puede liberar y provocar un ascenso descontrolado, en particular con chalecos compensadores de gran volumen. Esto se evita utilizando un volumen de vejiga que coincida con los requisitos de flotabilidad y evitando el exceso de peso.
• Algunos diseños de BC combinados con una distribución deficiente del peso y la flotabilidad pueden sostener a un buceador inconsciente boca abajo en la superficie. ^[11]
• En algunos casos, un chaleco compensador de tamaño excesivamente grande puede provocar que un buzo inconsciente tenga que quedar apoyado boca abajo en la superficie. ^[11]
• Un chaleco salvavidas holgado sin correa de entrepierna puede deslizarse hacia arriba del buceador y no mantener su cabeza fuera del agua en la superficie, particularmente en combinación con un sistema de lastre de cinturón de pesas.
• Una faja ajustada puede limitar la capacidad del buceador para respirar libremente. Como el esfuerzo respiratorio aumenta con la profundidad, esto puede provocar una ventilación ineficaz que provoque acumulación de dióxido de carbono, toxicidad, una necesidad desesperada de respirar, hiperventilación y, finalmente, pánico. El pánico bajo el agua se ha asociado con muchas muertes. Una correa de entrepierna elimina la necesidad de una faja, pero esta se ajusta más fácilmente para adaptarse al buceador y es popular para los equipos de alquiler.
• Flotabilidad insuficiente para lograr una flotabilidad neutra a la profundidad máxima de una inmersión debido a un desajuste entre el volumen del chaleco compensador y el lastre y la compresión del traje de neopreno. Esto puede deberse a un lastre excesivo o a un chaleco compensador de tamaño insuficiente. Se necesita un volumen mayor con botellas grandes o múltiples para compensar la mayor masa de gas que se puede utilizar durante la inmersión.

Si el buzo se queda sin gas mientras tiene flotabilidad negativa, no solo le faltará gas para respirar para el ascenso, sino que también tendrá que nadar más duro para ascender en un momento de gran estrés, y puede ser necesario deshacerse de los pesos de lastre.

En 1957, FG Jensen y Willard F. Searle, Jr. comenzaron a probar métodos de compensación de flotabilidad manual y automática para la Unidad de Buceo Experimental (NEDU) de la Armada de los Estados Unidos . ^[29] En sus primeras pruebas, determinaron que los sistemas manuales eran más deseables debido al tamaño de los sistemas automáticos. ^[29] Más tarde ese año, Walter Kidde and Co. envió un prototipo de tanque de compensación de flotabilidad para su uso con dos cilindros a la NEDU para su evaluación. [30] Las válvulas de este sistema de tanque de aluminio tenían fugas y las pruebas se retrasaron hasta 1959, cuando se recomendó realizar pruebas de campo. [ ^{30 ]}

El ABLJ fue desarrollado por Maurice Fenzy en 1961. ^[10] Las primeras versiones se inflaban con la boca bajo el agua. Las versiones posteriores tenían su propio cilindro de inflado de aire. Algunas tenían cartuchos de inflado de dióxido de carbono (un remanente, para uso en superficie, del chaleco salvavidas del piloto de Mae West) para facilitar el ascenso de emergencia. Esto se abandonó cuando se introdujeron válvulas que permitían a los buzos respirar desde la bolsa de inflado del BC. El Fenzy ABLJ proporcionó una prueba de concepto para la compensación de flotabilidad, sin embargo, el anillo de gran volumen detrás del cuello del buzo hizo que el chaleco se subiera contra la garganta del buzo, ^{[ cita requerida ]} a pesar de la correa de la entrepierna.

En 1968, los propietarios de una tienda de buceo, Joe Schuch y Jack Schammel, desarrollaron un chaleco compensador de flotabilidad más cómodo que incluía un anillo de flotabilidad más pequeño detrás de la cabeza del buceador y una sección abdominal con suficiente volumen para levantar la cabeza del buceador fuera del agua en caso de que uno o ambos cartuchos de CO2 _se activaran para un ascenso de emergencia. ^[5] En 1969, Waverly Air Products de Chemung, Nueva York, fabricó el chaleco compensador de flotabilidad original o "CBJ" y lo vendió en tiendas de buceo de toda la costa este de los Estados Unidos. En 1970, un inflador con botón pulsador que utilizaba aire del tanque de buceo del buceador complementó la manguera de inflado manual.

Desde 1970, la mayoría de los BC han utilizado principalmente gas de uno de los cilindros principales del buzo para inflarlo, y las válvulas de inflado orales generalmente se han conservado para uso de contingencia cuando no queda gas a alta presión o ocurre un mal funcionamiento de una manguera del inflador, tanto bajo el agua como en la superficie.

Scubapro introdujo el chaleco estabilizador en 1971, con un diseño patentado de "flujo continuo de 360°", que permitía que el aire fluyera sobre los hombros y debajo de los brazos, y alrededor del soporte del cilindro. ^{[31] [32]} Los productos posteriores de los competidores evitaron la infracción de patentes al eliminar algunas de las opciones de ruta de aire, como separar la vejiga debajo de los brazos o sobre los hombros. ^[8] Estas modificaciones también simplificaron la estructura de la vejiga. Uno de estos modelos posteriores fue el Seatec Manta, con hebillas para los hombros y una estructura de softpac (sin una mochila rígida) ^[8]

En 1972, Watergill desarrolló el ala At Pac, el primer chaleco compensador de estilo ala, que estaba provisto de un fajín y correas de hombros acolchadas, y un sistema de peso integrado. ^[8]

En 1985, Seaquest, Inc. presentó el chaleco de diseño avanzado (ADV), un diseño que incluía una envoltura debajo del brazo, hebillas en los hombros y una faja. Este diseño fue duplicado por otros fabricantes y sigue produciéndose en 2013 ^[8]

Los compensadores de flotabilidad con inflado posterior de carcasa rígida fueron comercializados por US Divers (sistema UDS-I) y Dacor (CV Nautilus) durante un breve período a mediados de los años 70. El Nautilus tenía un sistema de inflado automático que utilizaba un regulador para mantener un volumen constante, pero los cambios en la flotabilidad debido a la compresión del traje de neopreno y el uso de gas no se compensaban bien y el sistema nunca se popularizó. ^[8]

Las innovaciones más recientes para los chalecos compensadores incluyen bolsas de lastre para ajustar el ajuste, llevar las pesas en el chaleco compensador en lugar de en un cinturón de lastre, reguladores integrados, nailon balístico de 1050 deniers muy reforzado . Las innovaciones para la placa posterior y el ala incluyen vejigas redundantes, placas posteriores de acero inoxidable, placas posteriores de nailon suave y liviano y vejigas de elevación de 85 lb. Algunas de estas han mejorado la seguridad o la comodidad.

Dive Rite comercializó las primeras placas traseras fabricadas comercialmente en 1984, ^[12] y un ala para buceo con dos cilindros en 1985. ^{[ cita requerida ]} Otros fabricantes de alas para buceo técnico incluyen Ocean Management Systems, Halcyon, Apeks y Oxycheq. Otros fabricantes de chalecos compensadores incluyen Sherwood, Zeagle, Scubapro , Mares, AP Diving y Cressisub.

En el año 2000, Mares Spa introdujo el sistema de compensación de flotabilidad y regulador de buceo integrado HUB, un chaleco tipo chaleco que utiliza una válvula de control neumática en el lado izquierdo del arnés para operar las válvulas de inflado y desinflado. La válvula de control de inflado y desinflado neumática hizo innecesario levantar la válvula de descarga para obtener el flujo de salida, ya que operaba de forma remota la válvula, que estaba ubicada en un punto alto en el funcionamiento normal. La presión de aire del regulador también se utilizó para tensar la correa que sujeta el cilindro al arnés. El regulador se montó específicamente para su uso en esta unidad, con longitudes de manguera no estándar y un colector de baja presión para distribuir el gas a través de las mangueras adjuntas. Se suministraron dos válvulas de demanda de segunda etapa y un manómetro sumergible. También había una manguera de inflado manual normalmente escondida debajo de una solapa y bolsillos para lastre. Como el conjunto incluía un regulador de buceo y un compensador de flotabilidad, estaba sujeto tanto a EN 250 como a EN1809. ^{[33] [34]}

• Ascenso y descenso (buceo)  – Procedimientos para un ascenso y descenso seguro en el buceo submarino
• Control de la flotabilidad en el buceo  : habilidad de seguridad esencial
• Equilibrio del buceador  : habilidades de equilibrio y orientación de un buceador submarino
• Ascenso de emergencia  : Un ascenso a la superficie por parte de un buzo en una situación de emergencia.
• Factores humanos en el diseño de equipos de buceo  – Influencia de la interacción entre el usuario y el equipo en el diseño
• Lista de productos inflables manufacturados  – Enlaces a artículos de Wikipedia sobre clases notables de productos inflables
• Buceo de bajo impacto  : buceo que tiene un efecto ambiental mínimo
• Habilidades de buceo  : las habilidades necesarias para bucear de forma segura utilizando un aparato de respiración subacuático autónomo.

Existen otros tipos de equipos que usan los buceadores y que afectan la flotabilidad:

• Placa posterior  : tipo de arnés de buceo con montaje posterior
• Cilindro de buceo  : recipiente para suministrar gas respirable a alta presión a los buceadores.
• Sistema de lastre para buceo  : lastre transportado para contrarrestar la flotabilidad
• Traje seco  : prenda impermeable que protege al usuario del frío y de líquidos peligrosos.
• Traje de neopreno  : prenda que se usa para brindar protección térmica cuando está mojado.

• Medios relacionados con Compensadores de flotabilidad en Wikimedia Commons