Sistema de lastre para buceo

En la apnea (buceo en contención de la respiración), el sistema de lastre consiste casi exclusivamente en un cinturón con hebilla de liberación rápida, ya que la liberación de emergencia del lastre suele permitir al buceador ascender a la superficie incluso inconsciente, donde existe al menos una posibilidad de rescate. El lastre se utiliza principalmente para neutralizar la flotabilidad del traje de buceo, dado que el buceador suele tener una flotabilidad prácticamente neutra y lleva poco equipo adicional. El lastre necesario depende casi por completo de la flotabilidad del traje. La mayoría de los apneístas se lastran para tener flotabilidad positiva en la superficie y utilizan solo el lastre suficiente para minimizar el esfuerzo necesario para descender contra la flotabilidad al inicio de la inmersión, manteniendo una flotabilidad suficiente a la máxima profundidad para no requerir demasiado esfuerzo al ascender hasta donde la flotabilidad vuelve a ser positiva. Como consecuencia de esta práctica, los apneístas utilizan un traje de neopreno lo más fino posible, para minimizar las variaciones de flotabilidad con la profundidad debidas a la compresión del traje.

El control de la flotabilidad se considera una habilidad esencial y, a la vez, una de las más difíciles de dominar para los principiantes. La falta de un control adecuado de la flotabilidad aumenta el riesgo de perturbar o dañar el entorno y supone un esfuerzo físico adicional e innecesario para mantener una profundidad precisa, lo que también incrementa el estrés. ^{[ 1 ]}

El buceador generalmente necesita controlar la profundidad sin recurrir a una línea de flotación hacia la superficie, sujetarse a una estructura o relieve, o descansar en el fondo. Esto requiere la capacidad de lograr flotabilidad neutra en cualquier momento durante la inmersión; de lo contrario, el esfuerzo invertido en mantener la profundidad nadando contra la diferencia de flotabilidad sobrecargará al buceador y requerirá un gasto innecesario de energía, aumentando el consumo de aire y el riesgo de pérdida de control y de que se produzca un accidente. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Mantener la profundidad mediante el aleteo dirige necesariamente parte del impulso de las aletas hacia arriba o hacia abajo, y cerca del fondo, el impulso hacia abajo puede perturbar el bentos y remover el limo. El riesgo de lesiones por impacto de aletas también es significativo. ^{[ 4 ]}

Otro requisito para el buceo en la mayoría de las circunstancias es la capacidad de lograr una flotabilidad positiva significativa en cualquier punto de la inmersión. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]} En la superficie, este es un procedimiento estándar para mejorar la seguridad y la comodidad, y bajo el agua generalmente es una respuesta a una emergencia.

El cuerpo humano promedio, con los pulmones llenos de aire y relajados, tiene una flotabilidad casi neutra. Si se exhala el aire, la mayoría de las personas se hunden en agua dulce, y con los pulmones llenos, la mayoría flota en agua de mar. La cantidad de peso necesaria para proporcionar flotabilidad neutra al buceador desnudo suele ser mínima, aunque algunas personas requieren varios kilogramos para alcanzar la flotabilidad neutra en agua de mar debido a su baja densidad promedio y gran tamaño. Esto suele ocurrir con personas con un alto porcentaje de grasa corporal. Dado que el buceador tiene una flotabilidad casi neutra, la mayor parte del lastre se necesita para compensar la flotabilidad del equipo de buceo. ^{[ 7 ]}

Los componentes principales del equipo de un buceador promedio que tienen flotabilidad positiva son los componentes del traje de exposición. Los dos tipos de trajes de exposición más comunes son el traje seco y el traje húmedo . Ambos tipos de trajes de exposición utilizan espacios de gas para proporcionar aislamiento, y estos espacios de gas son inherentemente flotantes. La flotabilidad de un traje húmedo disminuirá significativamente con el aumento de la profundidad, ya que la presión ambiental hace que el volumen de las burbujas de gas en el neopreno disminuya. Las mediciones del cambio de volumen de la espuma de neopreno utilizada para trajes húmedos bajo compresión hidrostática muestran que alrededor del 30% del volumen, y por lo tanto el 30% de la flotabilidad superficial, se pierde en los primeros 10  m, otro 30% a los 60  m, y el volumen parece estabilizarse en una pérdida de alrededor del 65% a los 100  m. ^{[ 8 ]} La pérdida total de flotabilidad de un traje húmedo es proporcional al volumen inicial sin comprimir. Una persona promedio tiene una superficie de aproximadamente 2  m ² , ^{[ 9 ]} por lo que el volumen sin comprimir de un  traje de neopreno completo de una pieza de 6 mm de espesor será del orden de 1,75 x 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 6  kg de peso adicional para llevar al buceador a la flotabilidad neutra para permitir un descenso razonablemente fácil El volumen perdido a 10  m es de aproximadamente 3 litros, o 3  kg de flotabilidad, aumentando a aproximadamente 6  kg de flotabilidad perdidos a unos 60  m. Esto podría casi duplicarse para una persona grande que use un traje de dos piezas para aguas frías. Esta pérdida de flotabilidad debe compensarse inflando el compensador de flotabilidad para mantener una flotabilidad neutra a profundidad. Un traje seco también se comprime con la profundidad, pero el espacio de aire en su interior es continuo y puede rellenarse con una botella o ventilarse para mantener un volumen aproximadamente constante. Gran parte del lastre que utiliza un buceador sirve para equilibrar la flotabilidad de este espacio de gas, pero si el traje seco sufre una inundación catastrófica, gran parte de esta flotabilidad puede perderse, y es necesario algún método de compensación. ^{[ 2 ] [ 7 ]}

Otro aspecto importante del lastre en el buceo con circuito abierto es que el gas respiratorio se consume durante la inmersión, y este gas tiene peso, por lo que el peso total de la botella disminuye, mientras que su volumen permanece prácticamente inalterado. Dado que el buceador necesita alcanzar la presión neutra al final de la inmersión, especialmente a poca profundidad para las paradas de descompresión obligatorias o de seguridad , se debe llevar suficiente lastre para compensar esta reducción en el peso del suministro de gas. (La densidad del aire a presión atmosférica normal es de aproximadamente 1,2  kg/m³ ^o aproximadamente 0,075  lb/ft³ ⁾ . La cantidad de lastre necesaria para compensar el consumo de gas se calcula fácilmente una vez que se conocen el volumen y la densidad del gas libre .

La mayor parte del resto del equipo del buceador tiene flotabilidad negativa o casi neutra y, lo que es más importante, no cambia de flotabilidad durante una inmersión, por lo que su influencia general sobre la flotabilidad es estática.

Si bien es posible calcular el lastre necesario conociendo al buceador y todo su equipo, esto no se hace en la práctica, ya que todos los valores tendrían que medirse con precisión. El procedimiento práctico se conoce como comprobación de flotabilidad y se realiza llevando puesto todo el equipo, con la(s) botella(s) casi vacía(s) y el compensador de flotabilidad vacío, en aguas poco profundas, y añadiendo o quitando peso hasta que el buceador tenga flotabilidad neutra. El peso debe distribuirse entonces sobre el buceador para proporcionar un trimado correcto, y una parte suficiente del peso debe llevarse de forma que pueda retirarse rápidamente en caso de emergencia para proporcionar flotabilidad positiva en cualquier punto de la inmersión. Esto no siempre es posible, y en esos casos se debe utilizar un método alternativo para proporcionar flotabilidad positiva. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Un buceador lastrado siguiendo este procedimiento tendrá flotabilidad negativa durante la mayor parte de la inmersión, a menos que utilice el compensador de flotabilidad, en una medida que depende de la cantidad de gas respiratorio que lleve. Una inmersión recreativa con una sola botella puede consumir entre 2 y 3  kg de gas, lo cual es fácil de gestionar, y siempre que no haya obligación de descompresión, la flotabilidad al final de la inmersión no es crítica. Una inmersión técnica larga o profunda puede consumir 6  kg de gas de reserva y otros 2 a 3  kg de gas de descompresión. Si surge algún problema durante la inmersión y se deben usar las reservas, esto podría aumentar hasta un 50 %, y el buceador debe ser capaz de permanecer a la profundidad mínima de la parada de descompresión. El peso adicional y, por lo tanto, la flotabilidad negativa al inicio de la inmersión podrían alcanzar fácilmente los 13  kg para un buceador que lleve cuatro botellas. El compensador de flotabilidad se infla parcialmente cuando es necesario para mantener esta flotabilidad negativa, y a medida que se consume el gas respiratorio durante la inmersión, el volumen del compensador se reduce mediante la ventilación según sea necesario. El inconveniente del peso adicional y la gestión del gas necesario para compensarlo en una inmersión que transcurre según lo previsto es el precio que hay que pagar por la capacidad de descomprimirse tras una emergencia que consume la mayor parte del gas. De poco sirve tener suficiente gas para evitar ahogarse si, en cambio, el buceador muere o queda incapacitado por la enfermedad de descompresión. ^{[ 2 ] [ 10 ]}

Ejemplos:

• La botella común de 80  pies ³ (11 litros, 207 bares) contiene aproximadamente 6 libras (2,7 kg) de aire cuando está llena, por lo que el buceador debe comenzar la inmersión con un valor negativo de aproximadamente 6 libras (2,7 kg) y usar aproximadamente 1/10 de pie ³ (2,7 L) de aire en el chaleco compensador para compensar al inicio de la inmersión.    
• Un conjunto de dos botellas de 12,2 litros y 230 bares transporta aproximadamente 6,7 kilogramos (15 lb) de Nitrox cuando está lleno, por lo que el buceador debería comenzar la inmersión con un peso negativo de aproximadamente 6,7 kilogramos (15 lb) y usar aproximadamente 6,7 litros (0,24 pies cúbicos ) de gas en el chaleco compensador al comienzo de la inmersión.    
• Una botella doble de 12,2 litros y 230 bares con una mezcla de descompresión profunda de 11 litros y 207 bares y un gas de descompresión superficial de 5,5 litros y 207 bares transportará 10,7 kilogramos (24 libras) de gas, y aunque es poco probable que se utilice todo durante la inmersión, es posible, y el buceador debería poder permanecer a la profundidad correcta para la descompresión hasta que se agote todo el gas. 

El lastre óptimo para el buceo permite al buceador alcanzar una flotabilidad neutra en cualquier momento de la inmersión, siempre que haya gas respirable utilizable en cualquiera de las botellas, utilizando la menor cantidad de lastre. Las desviaciones de este óptimo pueden provocar que el buceador flote mientras aún hay gas respirable utilizable, lo cual es una desventaja en emergencias donde se requieren paradas de descompresión, o bien que tenga una flotabilidad negativa mayor de la necesaria al inicio de la inmersión con las botellas llenas, lo que requiere más gas en el compensador de flotabilidad durante la mayor parte de la inmersión. Este compensador es más sensible a los cambios de flotabilidad con la profundidad y puede requerir un compensador de flotabilidad de mayor tamaño. Estas desventajas pueden compensarse con habilidad, pero se requiere mayor atención y esfuerzo durante toda la inmersión. ^{[ 2 ]}

En el buceo con suministro de superficie , y en particular en el buceo de saturación , la pérdida de lastre seguida de flotabilidad positiva puede exponer al buceador a lesiones por descompresión potencialmente mortales . Por consiguiente, los sistemas de lastre para buceo con suministro de superficie, en los que el buceador es transportado al lugar de trabajo mediante una campana de buceo o una plataforma , generalmente no cuentan con un sistema de liberación rápida.

Gran parte del trabajo que realizan los buceadores con suministro de aire desde la superficie se lleva a cabo en el fondo marino, y se pueden usar botas lastradas para que el buceador pueda caminar erguido. Al trabajar en este modo, puede resultar útil llevar varios kilogramos más de flotabilidad de la necesaria para neutralizar la flotabilidad, de modo que el buceador se mantenga razonablemente estable en el fondo y pueda ejercer una fuerza útil durante el trabajo.

Los cascos ligeros de buceo con suministro de aire desde superficie, generalmente utilizados por buceadores, cuentan con lastre integrado para lograr una flotabilidad neutra en el agua. De esta manera, no se desprenden de la cabeza del buceador ni ejercen presión sobre el cuello. Sin embargo, los cascos de mayor volumen y flujo libre serían demasiado pesados ​​y engorrosos si incorporaran todo el lastre necesario. Por lo tanto, se lastran después de equipar al buceador, fijando pesas a la parte inferior del casco, de modo que el peso recae sobre los hombros al salir del agua. Alternativamente, el casco puede sujetarse con un arnés y las pesas del arnés proporcionan el lastre.

El casco y la coraza tradicionales de cobre generalmente se lastraban suspendiendo un gran peso de puntos de apoyo en la parte delantera y trasera de la coraza, y el buceador a menudo también usaba botas lastradas para ayudar a mantenerse erguido. El sistema de buceo estándar Mk V de la Armada de los EE. UU. utilizaba un cinturón lastrado pesado abrochado alrededor de la cintura, suspendido por correas para los hombros que se cruzaban sobre la placa pectoral del casco, transfiriendo directamente la carga al casco flotante al sumergirse, pero con un centro de gravedad relativamente bajo. Combinado con el ajuste de las perneras del traje y los zapatos lastrados, esto reducía el riesgo de accidentes por inversión. ^{[ 11 ]}

Los cinturones de lastre son el sistema de lastre más común que se utiliza actualmente para el buceo recreativo . ^{[ 17 ]} Los cinturones de lastre suelen estar hechos de cinta de nailon resistente , pero también se pueden usar otros materiales como el caucho . Los cinturones de lastre para buceo con escafandra autónoma y apnea generalmente están equipados con una hebilla de liberación rápida para permitir la liberación rápida del lastre en caso de emergencia. ^{[ 7 ]}

Un cinturón de caucho con hebilla tradicional se llama cinturón marsellés . ^{[ 18 ] [ 19 ]} Estos cinturones son populares entre los apneístas, ya que el caucho se contrae durante el descenso al comprimirse el traje de buceo y los pulmones , manteniendo el cinturón ajustado durante toda la inmersión. ^{[ 20 ]}

El diseño más común de lastre utilizado con un cinturón consiste en bloques rectangulares de plomo con bordes y esquinas redondeados y dos ranuras que se enroscan en el cinturón. Estos bloques pueden estar recubiertos de plástico , lo que aumenta aún más su resistencia a la corrosión. Los lastres recubiertos suelen comercializarse como menos abrasivos para los trajes de neopreno . Los lastres pueden evitarse deslizándolos a lo largo de la cinta mediante el uso de deslizadores de cinturón de metal o plástico . Este tipo de lastre suele pesar entre 0,45 y 1,81 kg (1 a 4 libras ) . Los lastres de cadera más grandes suelen ser curvos para un mejor ajuste y tienden a pesar entre 2,7 y 3,6 kg (6 a 8 libras) .  

Otro estilo popular tiene una sola ranura por donde se pasa el cinturón. A veces se fijan apretando el peso para que se adhiera a la cinta, pero esto dificulta quitarlas cuando se necesita menos peso.

También existen diseños de lastre que se pueden añadir al cinturón mediante un clip cuando sea necesario. Algunos cinturones de lastre incluyen bolsillos para guardar pesas de plomo o perdigones redondos de plomo : este sistema permite al buceador añadir o quitar lastre con mayor facilidad que con las pesas enhebradas en el cinturón. El uso de perdigones también puede resultar más cómodo, ya que se adaptan al cuerpo del buceador. Los cinturones de lastre que utilizan perdigones se denominan cinturones de perdigones . Cada perdigón debe estar recubierto para evitar la corrosión por el agua de mar, ya que el uso de perdigones de escopeta sin recubrimiento para el buceo en el mar provocaría que el plomo se corroiera con el tiempo, convirtiéndose en cloruro de plomo en polvo.

• 
  Lastre sólido para cinturón y bolsillos para perdigones de plomo para buceo.
• 
  Cinturón de perdigones, tobillera rellena de perdigones de plomo y reglas de pie para escala.
• 
  lastres y cinturones de lastre para buceo
• 
  Lastre de cadera para buceo de 3 kilogramos, curvado para un mejor ajuste.
• 
  Peso compacto de buceo de 3 kilogramos
• 
  Lastres de buceo - 500 g. Lastre brillante - pequeños lastres de plomo con revestimiento de plástico.

Estos se almacenan en bolsillos integrados en el dispositivo de control de flotabilidad . A menudo, una solapa de velcro o un clip de plástico mantiene los lastres en su lugar. Los lastres también pueden estar contenidos en bolsas con cremallera o velcro que se insertan en bolsillos especiales en el BCD. Las bolsas de lastre suelen tener asas, que deben tirarse para soltar los lastre en caso de emergencia o para quitarlos al salir del agua. Algunos diseños también tienen bolsas de compensación más pequeñas ubicadas más arriba en el BCD, que pueden ayudar al buceador a mantener una actitud neutra en el agua. Las bolsas de compensación generalmente no se pueden soltar rápidamente y están diseñadas para contener solo 1-2 libras (0,5-1  kg) cada una. Muchos sistemas integrados no pueden soportar tanto peso como un cinturón de lastre separado: una capacidad típica es de 6  kg por bolsillo, con dos bolsillos disponibles. ^{[ 21 ]} Esto puede no ser suficiente para contrarrestar la flotabilidad de los trajes secos con ropa interior gruesa utilizada en aguas frías.

Algunos sistemas de arnés para chalecos compensadores de flotabilidad (BCD) incluyen una correa de entrepierna para evitar que el BCD se deslice hacia arriba cuando está inflado, o hacia abajo cuando está invertido, debido al peso.

Un arnés de lastre generalmente consta de un cinturón alrededor de la cintura con bolsillos para los lastres y correas para los hombros que brindan mayor sujeción y seguridad. A menudo, una solapa de velcro mantiene los lastres en su lugar. Cuentan con asas que deben tirarse para soltar los lastres en caso de emergencia o para quitárselos al salir del agua. Un arnés de lastre permite llevar los lastres cómodamente más abajo en el cuerpo que un cinturón de lastre, que debe estar lo suficientemente alto como para apoyarse en las caderas. Esto representa una ventaja para los buceadores que no tienen una cintura definida o cuya cintura está demasiado alta para trimar correctamente con un cinturón de lastre. Estas ventajas también pueden estar presentes en algunos modelos de lastre integrado para chalecos compensadores. Un arnés de lastre también puede incorporar una o varias correas en la entrepierna para evitar el desplazamiento del lastre si el buceador se encuentra en una postura con la cabeza hacia abajo.

Se trata de pesas que se fijan directamente al arnés, pero se pueden quitar soltando el mecanismo de clip. También se pueden usar para aumentar temporalmente el peso de un cinturón de lastre convencional. Han estado disponibles en varios tamaños, desde aproximadamente 0,5 kg hasta 5  kg o más. Los modelos más grandes están diseñados como pesas principales desechables y se usan de la misma manera que las pesas integradas en el chaleco compensador o las pesas del arnés, pero se enganchan a la placa dorsal o a las correas laterales del arnés. Las versiones más pequeñas también son útiles como pesas de ajuste.

Algunos rebreathers (por ejemplo, el Siebe Gorman CDBA ) tienen una bolsa que contiene bolas de plomo de poco más de una pulgada de diámetro cada una. El buceador puede liberarlas tirando de un cordón.