Dimensioni delle bombole da sub | Tutto ciò che devi sapere prima di acquistare

La scelta di una bombola da sub richiede di concentrarsi su materiale e capacità.

La più diffusa bombola in alluminio AL80 (11,1 litri, 3000 psi) è adatta ai principianti, offrendo un elevato rapporto qualità-prezzo ma mostrando un aumento significativo della galleggiabilità quando l'aria è scarsa;

La bombola in acciaio S100 (13,2 litri, 3442 psi) ha un volume inferiore, fornisce aria più a lungo e ha una galleggiabilità stabile, rendendola la scelta migliore per i subacquei esperti.

Al momento dell'acquisto, assicurati di verificare la certificazione DOT e il timbro del collaudo idrostatico per garantire la sicurezza.

Tempo di fondo

Il tempo di fondo è determinato congiuntamente dalla capacità d'aria utilizzabile della bombola (Free Air Capacity) e dal tasso di consumo d'aria in superficie del subacqueo (RMV/SAC Rate).

Prendendo come esempio una bombola da 80 piedi cubi (AL80), a una pressione di esercizio di 3000 PSI, detraendo una riserva di 500 PSI, il volume d'aria utilizzabile è di circa 66 piedi cubi.

Se l'RMV di un subacqueo è di 0,5 piedi cubi/min, a una profondità di 66 piedi (3 ATA), il tempo di fondo teorico è di 44 minuti.

L'utilizzo di una bombola in acciaio da 100 piedi cubi (HP100) nelle stesse condizioni può estendere questo tempo a 55 minuti.

Impatto delle specifiche

L'Aluminum 80 (AL80) è la specifica più comune nei centri subacquei di tutto il mondo.

La sua capacità nominale è di 80 piedi cubi, ma a una pressione di esercizio nominale di 3000 PSI (207 Bar), il suo volume interno effettivo contiene solo circa 77,4 piedi cubi di aria compressa.

Per un subacqueo di corporatura media con un tasso di consumo in superficie (RMV) di 0,65 piedi cubi/min, a una profondità di 60 piedi (2,8 ATA), questa bombola fornisce teoricamente un tempo di erogazione totale di circa 42 minuti.

Seguendo rigorosamente il principio di una riserva di sicurezza di 500 PSI (circa 13 piedi cubi), il tempo di fondo effettivo disponibile per l'esplorazione sarà ridotto a circa 35 minuti.

Al contrario, la bombola in acciaio ad alta pressione HP100 fornisce ben 100 piedi cubi d'aria a 3442 PSI (237 Bar). Alla stessa profondità e tasso di consumo, il tempo utilizzabile aumenta a 46 minuti, un incremento di durata di circa il 31,4% rispetto all'AL80.

Le specifiche fisiche dei diversi materiali delle bombole interferiscono con il lavoro subacqueo del subacqueo. Una AL80 ha una galleggiabilità di circa -1,5 libbre in acqua salata quando è piena; man mano che l'aria viene consumata, la sua galleggiabilità cambia fino a +4,4 libbre a 500 PSI. Per contrastare questa galleggiabilità positiva, il subacqueo deve indossare pesi aggiuntivi. Il peso extra aumenta l'area della sezione trasversale del corpo e la resistenza all'acqua; il subacqueo consuma più ossigeno per superare questo attrito durante il movimento, accelerando indirettamente il consumo dell'aria nella bombola.

Modello bombola	Pressione nominale (PSI)	Volume aria pieno (ft³)	Tempo totale a 60 piedi (min)	Tempo utilizzabile dopo riserva 500PSI (min)
AL80	3000	77,4	42,5	35,3
LP85	2400	85,0	46,7	37,1
HP100	3442	100,0	54,9	46,9
HP117	3442	117,0	64,3	56,3
HP130	3442	130,0	71,4	63,4

Nota:

I calcoli sopra riportati si basano su un tasso di consumo medio di 0,65 ft³/min; la LP85 include un calcolo di sovraccarico del 10%.

Le bombole in acciaio a bassa pressione (serie LP) sono solitamente classificate a 2400 PSI, ma in regioni come il Nord America, le bombole in acciaio che superano il collaudo idrostatico possono ricevere un segno "+", che consente un sovraccarico del 10% fino a 2640 PSI.

Una bombola in acciaio LP85 fornisce 93,5 piedi cubi d'aria a 2640 PSI.

Poiché il volume interno (volume d'acqua) di una bombola LP è molto più grande di quello di una AL80, anche se il compressore della stazione di ricarica non raggiunge l'alta pressione di 3000 PSI, la bombola LP fornisce comunque più gas utilizzabile a 2400 PSI rispetto alla AL80.

In un ambiente di acqua fredda a 50 gradi Fahrenheit (10 gradi Celsius), secondo la legge di Charles, la pressione del gas diminuisce con la temperatura. Una bombola AL80 caricata a 3000 PSI in superficie vedrà la sua pressione scendere rapidamente a circa 2700 PSI una volta entrata in acqua fredda, facendo perdere al subacqueo circa il 10% del tempo di permanenza preimpostato nel momento in cui entra in acqua. Le bombole in acciaio, grazie alla loro conducibilità termica e al rapporto volume-pressione più elevato, offrono una maggiore ridondanza di gas quando si affrontano tali cali di pressione causati dalle differenze di temperatura ambientale.

Le specifiche di diametro e lunghezza della bombola influenzano l'efficienza del consumo di gas influenzando l'assetto del subacqueo sott'acqua.

Quando un subacqueo alto più di 1,8 metri utilizza una bombola HP80 più corta, il centro di gravità si sposta verso la parte superiore del corpo, facendo affondare le gambe e aumentando la resistenza in avanti;

L'utilizzo di bombole in acciaio più lunghe, come HP120 o LP105, aiuta ad allungare la distribuzione del centro di gravità, ottenendo un assetto orizzontale più stabile.

Una riduzione della resistenza porta a una frequenza cardiaca più bassa e a una conseguente diminuzione dei respiri al minuto;

una permanenza originale di 40 minuti potrebbe essere estesa di 3-5 minuti grazie a una postura migliorata.

Questa ottimizzazione biomeccanica apportata dalla geometria dell'attrezzatura è un vantaggio nascosto che non può essere visto semplicemente guardando i numeri del volume.

Profondità (ft)	Tempo utilizzabile AL80 (min)	Tempo utilizzabile HP100 (min)	Tempo utilizzabile HP130 (min)	Aumento percentuale (vs AL80)
33 (2 ATA)	59,5	79,2	107,0	33% / 80%
66 (3 ATA)	39,7	52,8	71,3	33% / 80%
99 (4 ATA)	29,8	39,6	53,5	33% / 80%

Ipotizzando che l'RMV del subacqueo sia di 0,65 ft³/min, detraendo una riserva di 500 PSI.

Quando si effettuano immersioni profonde oltre gli 80 piedi (2,4 ATA), la scelta delle specifiche della bombola spesso deve essere abbinata all'uso di Nitrox.

Poiché l'azoto nell'aria limita il limite di non decompressione (NDL), i subacquei che usano una AL80 spesso esauriscono la maggior parte dell'aria prima di raggiungere l'NDL.

Tuttavia, quando si usa Nitrox EAN32, l'NDL viene esteso in modo significativo;

a questo punto, la capacità d'aria della AL80 diventa il collo di bottiglia, impedendo al subacqueo di sfruttare appieno i benefici temporali del Nitrox.

Passare a bombole HP100 o HP120 consente alla riserva di gas di corrispondere alla finestra NDL estesa, consentendo lunghe permanenze a profondità di 80-100 piedi.

Gli algoritmi dei computer subacquei monitorano in tempo reale il tasso di caduta della pressione quando calcolano l'aria rimanente (ATR). Per un subacqueo che utilizza una HP100 con una capacità d'acqua di 13,3 litri, la caduta di pressione per respiro (PSI/min) è inferiore rispetto a un subacqueo che utilizza una AL80 da 11,1 litri. Un tasso di caduta della pressione più lento riduce lo stress psicologico sul subacqueo, mantenendo un ritmo respiratorio più costante. Studi fisiologici mostrano che l'ansia e le fluttuazioni psicologiche dovute al controllo frequente del manometro possono aumentare il SAC del 15%, quindi le bombole di grandi dimensioni non forniscono solo più aria fisicamente, ma estendono anche il tempo di fondo effettivo attraverso il feedback psicologico.

In ambienti di immersione in corrente ad alta intensità, l'RMV di un subacqueo può passare da un normale 0,5 a 1,2 ft³/min.

In casi così estremi, una AL80 può supportare meno di 20 minuti di tempo utilizzabile a una profondità di 60 piedi.

Poiché il punto di uscita per le immersioni in corrente è solitamente limitato dal percorso di recupero della barca, consumare aria troppo rapidamente costringe il subacqueo a risalire in anticipo e a trascorrere lunghi periodi a galla in attesa.

La scelta di bombole con specifiche HP130 in questo ambiente fornisce il doppio del margine di errore;

anche se il consumo aumenta combattendo forti correnti, garantisce che il piano di immersione completo possa essere completato con ampio gas rimanente durante le soste di sicurezza per le emergenze.

Tasso di consumo

Il tasso di consumo d'aria in superficie (SAC) rappresenta il volume d'aria che un subacqueo consuma al minuto respirando in superficie, solitamente misurato in piedi cubi al minuto (ft³/min) o litri al minuto (L/min).

Il tasso di consumo in superficie a riposo di un uomo adulto è solitamente compreso tra 0,4 e 0,6 ft³/min, ma nella pratica questo valore cambia drasticamente in base all'intensità dell'attività subacquea.

Ad esempio, in una planata orizzontale costante, un subacqueo esperto potrebbe mantenere un basso livello di 0,5 ft³/min, ma una volta combattendo contro una corrente di 0,5 nodi, il tasso di consumo può salire rapidamente a 1,0 ft³/min o più, facendo esaurire in 25 minuti una bombola originariamente stimata per 50 minuti.

La perdita di calore biologico è un innesco fisico per un aumento del consumo di aria. L'acqua conduce il calore circa 25 volte più velocemente dell'aria; in acqua a 75°F (circa 24°C), il corpo umano perde comunque calore molto più velocemente che nell'aria alla stessa temperatura. Per mantenere una temperatura corporea di 98,6°F, il corpo deve generare calore accelerando il metabolismo. Questa aumentata attività metabolica si manifesta come un aumento passivo della frequenza respiratoria; anche se il subacqueo non sente freddo, il sistema nervoso autonomo consuma più ossigeno per produrre calore. In acqua fredda a 50°F, il tasso di consumo di un subacqueo è tipicamente del 15% - 30% superiore rispetto alle acque tropicali a 80°F.

• Differenze nelle dimensioni corporee e nel metabolismo fisiologico: i subacquei con una maggiore capacità polmonare o gli individui che pesano più di 200 libbre consumano naturalmente più aria per il metabolismo basale rispetto a un individuo di 120 libbre, a causa del flusso minimo di ossigeno richiesto per mantenere una massa muscolare maggiore.
• Spazio morto respiratorio e resistenza dell'erogatore: il lavoro di respirazione (WOB) di un erogatore aumenta con la profondità. Il WOB di un erogatore di alta qualità è solitamente inferiore a 0,9 Joule/litro, mentre i modelli scarsamente mantenuti o di fascia bassa possono raggiungere 1,5 Joule/litro a una profondità di 100 piedi.
• Effetto di accumulo di CO2: la respirazione superficiale e rapida porta a uno scarico incompleto dell'anidride carbonica dai polmoni. Il centro respiratorio del cervello è estremamente sensibile alla concentrazione di CO2; livelli elevati di CO2 forzeranno un riflesso respiratorio, rendendo impossibile per il subacqueo controllare un ritmo respiratorio rapido.
• Galleggiabilità neutra e lavoro inefficace: l'uso frequente delle valvole di gonfiaggio/sgonfiaggio del GAV consuma dal 3% all'8% dell'aria di riserva della bombola. Inoltre, essere sovrappesati, causando l'inclinazione del corpo a un angolo di 45 gradi, aumenta la resistenza al nuoto di oltre il 200%, aumentando così la frequenza cardiaca e il consumo di gas.

In superficie (1 ATA), un respiro da 0,5 litri consuma un volume d'aria alla pressione atmosferica standard;

a una profondità di 99 piedi (4 ATA), lo stesso respiro da 0,5 litri consuma quattro volte la quantità di molecole di gas rispetto alla superficie.

Pertanto, se il tasso di consumo in superficie (SAC) di un subacqueo è di 0,5 ft³/min, il suo volume minuto respiratorio effettivo (RMV) a 99 piedi di profondità diventa 2,0 ft³/min.

La secrezione di cortisolo dovuta allo stress psicologico può causare iperventilazione fisiologica. Di fronte a visibilità torbida (meno di 10 piedi) o forti correnti contrarie, il corpo umano entra in modalità "lotta o fuga"; questo cambiamento nello stato mentale causa tipicamente il raddoppio del tasso di consumo in un breve periodo. Questo aumento del consumo dovuto a fluttuazioni emotive è difficile da pre-calcolare con formule fisiche e di solito richiede che i subacquei includano da 1,5 a 2 volte la ridondanza di sicurezza dell'aria nei loro piani di immersione per far fronte a tali emergenze.

• Scelta dell'attrezzatura di protezione termica: le mute perdono prestazioni di isolamento all'aumentare della profondità perché vengono compresse dalla pressione ambiente. Mentre le mute stagne forniscono un isolamento stabile, i subacquei devono iniettare gas extra per evitare la compressione, il che fa parte del consumo totale attraverso molteplici regolazioni di profondità.
• Ottimizzazione dell'assetto subacqueo: una postura perfettamente orizzontale minimizza l'area frontale. La ricerca mostra che quando si mantiene una velocità di 0,8 nodi, un subacqueo con uno scarso assetto consuma circa il 40% di ossigeno in più rispetto a un subacqueo in un assetto orizzontale perfetto.
• Efficienza della navigazione e schemi di ricerca: il movimento senza meta genera molto lavoro sprecato. Una pianificazione efficiente del percorso di immersione riduce il numero di curve sul fondo, riducendo così l'affaticamento muscolare e la respirazione ad alta frequenza causata dall'esaurimento.

Nelle regioni con acqua fredda come la California meridionale o l'Atlantico settentrionale, i subacquei possono osservare un calo di pressione di 300-500 PSI nei primi 5 minuti dopo l'ingresso in acqua.

Questa non è una perdita, ma piuttosto la pressione interna che scende secondo la legge di Charles perché la temperatura dell'acqua è significativamente più bassa rispetto a quando la bombola è stata caricata.

Questa perdita di pressione fisica viene spesso scambiata dai subacquei per un tasso di consumo elevato, ma in realtà riduce il tempo di fondo disponibile.

Quando si calcola il tasso SAC, se questo calo di pressione indotto dalla temperatura non viene detratto, i dati risultanti saranno circa il 10% superiori rispetto al consumo fisiologico effettivo.

Sebbene il Nitrox sia utilizzato principalmente per estendere l'NDL, il suo impatto sui tassi di consumo è psicologico. Poiché il Nitrox riduce la possibilità di narcosi da azoto, i subacquei possono mantenere un pensiero più lucido e un ritmo respiratorio più costante a 100 piedi di profondità. Questa stabilità fisiologica apportata dalla ridotta narcosi da azoto aiuta a mantenere un valore SAC più basso ed evita una respirazione disordinata causata dall'effetto profondo dell'alcol.

Per i subacquei tecnici o gli esploratori di relitti di lunga durata, i dati di consumo precisi possono essere retro-calcolati registrando profondità, durata, pressione residua e coefficiente di volume della bombola.

Dopo più di 50 immersioni registrate, la fluttuazione del tasso SAC di un subacqueo esperto solitamente si riduce entro 0,05 ft³/min.

Galleggiabilità

La galleggiabilità della bombola è determinata dalla differenza tra il suo volume spostato e il suo peso.

Prendendo come esempio la comune bombola in alluminio Luxfer AL80, con un diametro esterno di 7,25 pollici e un volume di 11,1 litri, essa mostra -1,6 libbre di galleggiabilità negativa in acqua salata quando è piena (3000 psi).

Quando la pressione scende a 500 psi, diventa +4,4 libbre di galleggiabilità positiva, creando un'oscillazione della galleggiabilità di 6 libbre.

Al contrario, la bombola in acciaio Faber HP100 rimane a galleggiabilità negativa per tutto il tempo, a -8,4 libbre quando è piena e ancora a -0,8 libbre quando è vuota (500 psi).

La scelta del materiale della bombola altera la distribuzione del peso del subacqueo di 5-8 libbre e la disposizione dell'assetto subacqueo.

Peso dell'aria

Sotto la gravità terrestre standard, ogni piede cubo di aria secca pesa circa 0,0807 libbre.

Prendendo la bombola in lega di alluminio Luxfer AL80 comune nel mercato subacqueo nordamericano, sebbene etichettata come 80, il suo volume interno effettivo a una pressione di esercizio di 3000 psi (circa 207 bar) contiene 77,4 piedi cubi di gas.

I calcoli mostrano che la massa totale dell'aria in una bombola piena raggiunge 5,8 libbre (circa 2,63 kg).

Man mano che l'immersione procede, l'erogatore scarica continuamente questo gas pesante nell'acqua circostante sotto forma di bolle e il peso totale della bombola diminuisce di conseguenza.

Quando la lettura del manometro scende al valore di pressione di riserva di 500 psi (circa 35 bar), il peso dell'aria residua è solo di circa 1 libbra, il che elimina fisicamente circa 4,8 libbre della sensazione di peso negativo iniziale del subacqueo.

Riferimento ai parametri fisici: in un ambiente standard di 20°C, la densità del gas aumenta con la pressione. All'interno di una bombola in acciaio ad alta pressione (HP) da 3442 psi, lo spazio tra le molecole d'aria si restringe a causa delle forze di van der Waals, consentendo a una bombola con specifica HP100 di contenere 100 piedi cubi d'aria. Il peso dell'aria di una tale bombola quando è piena è di 8 libbre (circa 3,63 kg). Alla fine dell'immersione, a causa della perdita di 6-7 libbre di massa di gas, lo stato di sollecitazione della bombola sott'acqua subisce uno spostamento fisico.

Quanto segue è un confronto dei parametri di galleggiabilità in acqua salata per diversi modelli di bombola comuni nei mercati nordamericano ed europeo:

Modello bombola	Materiale	Pressione di esercizio (psi)	Galleggiabilità pieno (lbs)	Galleggiabilità a 500 psi (lbs)	Intervallo galleggiabilità (lbs)
AL80	Alluminio	3000	-1,6	+4,4	6,0
HP100	Acciaio	3442	-8,4	-0,8	7,6
LP85	Acciaio	2400	-3,8	+2,6	6,4
AL100	Alluminio	3000	-0,7	+6,8	7,5

Nota:

I valori negativi rappresentano l'affondamento (galleggiabilità negativa), i valori positivi rappresentano il galleggiamento (galleggiabilità positiva).

I subacquei nei Caraibi o nelle acque della Florida devono pre-calcolare il peso dei piombi per compensare questa massa che scompare.

Se un subacqueo regola i pesi solo in base a una bombola piena in modo da riuscire a immergersi appena sotto la superficie, la sua gravità complessiva diminuirà di circa 6 libbre man mano che l'immersione termina e l'aria viene esaurita.

A una profondità di sosta di sicurezza di 15 piedi (circa 4,5 metri), la pressione ambiente è di 1,45 atmosfere.

A questo punto, le mute (come una muta umida da 5 mm) aumentano di volume poiché la profondità è minore, facendo raggiungere il picco alla spinta di galleggiamento positiva.

Se la bombola diventa più leggera a causa dell'esaurimento dell'aria, il subacqueo avvertirà una continua spinta verso l'alto.

Per rimanere a quella profondità senza risalire involontariamente, il subacqueo deve aggiungere alla cintura o alle tasche porta-piombi una zavorra pari al peso dell'aria prima di iniziare l'immersione.

Stato fisico del gas: L'aria non è un gas ideale. In ambienti ad alta pressione, il fattore di compressibilità (fattore Z) dell'aria devia. A 3000 psi, il fattore Z è circa 1,05. I calcoli fisici mostrano che, all'aumentare della profondità, ogni respiro espirato contiene più molecole, quindi la massa d'aria persa per unità di tempo aumenta. Un subacqueo con un tasso di consumo (SAC Rate) di 0,75 piedi cubi/min sotto alto carico espellerà circa 0,18 libbre di massa d'aria dalla bombola al minuto in acqua di mare a 66 piedi di profondità.

Per i subacquei che utilizzano bombole in acciaio ad altissima capacità come la Faber HP130, che contiene quasi 10,4 libbre (circa 4,7 kg) di massa d'aria quando è riempita a 3442 psi:

Durante tutta l'immersione, mentre l'ago del manometro scende da 3500 psi a 500 psi, il peso totale del sistema del subacqueo diminuisce di circa 9 libbre.

La struttura fisica di una bombola in acciaio concentra la maggior parte del peso sul fondo, ma l'aria interna è distribuita uniformemente.

Quando l'aria si esaurisce, l'equilibrio tra la parte superiore e quella inferiore della bombola cambia.

Per i subacquei che utilizzano dispositivi di controllo dell'assetto con montaggio posteriore (Backmount BCD), questo cambiamento spingerà il corpo verso una coppia di ribaltamento in avanti durante il nuoto orizzontale, influenzando la stabilità dell'assetto (trim).

Confronto dell'ambiente di immersione: In acque ad alta salinità come il Mar Rosso o l'Atlantico, le molecole d'acqua hanno una densità maggiore rispetto all'acqua dolce (Acqua di mare 64 libbre/piedi³ vs Acqua dolce 62,4 libbre/piedi³). Sebbene la massa fisica dell'aria che scompare rimanga costante nelle diverse acque, la densità ambiente determina la base di peso iniziale che un subacqueo deve trasportare. In acqua di mare, poiché la spinta di galleggiamento di spostamento sulla bombola è maggiore, la tendenza verso l'alto causata dalla perdita di peso dell'aria viene percepita in modo più acuto.

Per resistere a 3000 psi di pressione, lo spessore delle pareti di una bombola in lega di alluminio supera di gran lunga quello di una bombola in acciaio, il che rende la densità totale di una bombola in alluminio vicina a quella dell'acqua di mare una volta svuotata dall'aria.

Quando le 5,8 libbre d'aria in una bombola AL80 vengono consumate, l'attributo fisico della bombola si trasforma da leggermente affondante a generare circa 4 libbre di spinta verso l'alto.

Questo spostamento richiede che il subacqueo abbia ancora abbastanza zavorra per superare la spinta di galleggiamento della bombola dopo aver svuotato il sacco del GAV.

Al contrario, le bombole in acciaio da 232 bar comuni in Europa mantengono un assetto negativo anche quando sono completamente vuote, poiché la gravità del materiale stesso è maggiore della spinta di galleggiamento prodotta dal suo volume spostato.

Conversione dei parametri tecnici: 1 kg di aria equivale a circa 2,2 libbre. Quando una bombola in acciaio da 12 litri viene riempita a 200 bar, la massa d'aria è di 2,88 kg. Se la pressione residua alla fine dell'immersione è di 50 bar, la massa d'aria consumata è di 2,16 kg. Questo valore è definito nella fisica dell'immersione come incremento dinamico della galleggiabilità. Un subacqueo deve posizionare da 2 a 3 kg di piombi nel sistema di zavorra per compensare questa variabile, garantendo il controllo della profondità durante tutta l'immersione.

Quando si effettuano immersioni con bombole multiple o in configurazione sidemount, il centro di gravità delle bombole montate su entrambi i lati del corpo si sposta verso l'esterno o verso l'alto man mano che il gas viene consumato.

Se si utilizzano bombole in alluminio, il fondo della bombola ruoterà verso l'alto verso la fine dell'immersione.

A questo punto, i subacquei spesso spostano la posizione fissa del Bolt Snap sulla bombola per compensare fisicamente lo squilibrio di coppia causato dalla perdita di peso del gas interno.

Questa operazione serve essenzialmente a gestire lo spostamento fisico causato dalla perdita di circa 5 libbre di massa all'interno della bombola, assicurando che l'asse del corpo non si inclini a causa dell'alleggerimento della bombola in spazi ristretti o in ambienti che richiedono un assetto preciso.

Sforzo fisico

Una bombola in acciaio da 12L pesa circa 16kg, mentre una bombola standard in alluminio AL80 pesa circa 14,3kg.

Poiché la bombola in alluminio genera circa 1,9kg di galleggiabilità positiva alla fine dell'immersione, è necessario aggiungere ulteriori 2-3kg di piombo per mantenere un assetto neutro, aumentando il peso totale a terra di circa il 15%-20%.

Quando ci si muove sott'acqua, una bombola da 8 pollici di diametro ha un'area della sezione frontale superiore del 23% rispetto a una da 7,25 pollici.

Mantenere lo stesso spostamento in una corrente di 1 nodo richiede circa il 12% in più di gas respirabile.

Trasporto in superficie

Una bombola in lega di alluminio AL80 standard senza valvola pesa circa 14,3 kg; una volta installata la valvola e riempita a 207 Bar, il peso totale sale a circa 17,1 kg.

Le bombole in acciaio ad alta pressione come la HP100, pur contenendo circa il 25% di gas in più rispetto a una AL80, utilizzano acciaio al cromo-molibdeno con pareti più sottili.

Il suo peso a secco è di circa 15,4 kg e il peso totale dopo il riempimento a 232 Bar è vicino a 19 kg.

Poiché l'aria stessa ha una massa, il peso di ogni 1000 litri di aria compressa è di circa 1,2 kg;

questo peso dinamico si manifesta come un pesante fardello fisico durante la fase di trasporto prima dell'inizio dell'immersione.

Modello Bombola	Materiale	Pressione di carica (Bar)	Peso a secco (kg)	Peso Gas (kg)	Peso totale iniziale a terra (kg)
AL80	Alluminio	207	14,3	2,8	17,1
HP100	Acciaio HP	232	15,4	3,6	19,0
LP85	Acciaio LP	184	14,1	3,0	17,1
HP120	Acciaio HP	232	17,7	4,3	22,0
AL63	Alluminio	207	12,2	2,2	14,4

In un tipico ambiente di immersione da riva, un subacqueo spesso deve camminare per 50-150 metri trasportando attrezzatura pesante.

Per un subacqueo di 75 kg, trasportare una bombola in acciaio HP da 19 kg più erogatore, GAV e pesi può significare che il carico supera il 40% del proprio peso corporeo.

La frequenza cardiaca può passare dal riposo a oltre 110 bpm solo per il trasporto di oggetti pesanti prima ancora di entrare in acqua.

Questo dispendio fisico pre-generato causa accumulo di acido lattico nei muscoli ed è accompagnato da un aumento prematuro della frequenza respiratoria, con conseguente consumo d'aria superiore alla norma nelle fasi iniziali dell'immersione.

In ricerche incentrate sull'ambiente di immersione da riva di Bonaire, i subacquei che utilizzavano bombole in alluminio da 12 litri avevano un SAC (Surface Equivalent Consumption Rate) superiore di circa il 18% nei primi 5 minuti sott'acqua dopo aver camminato per 100 metri su ghiaia rispetto ai subacquei che utilizzavano carrelli per trasportare l'attrezzatura. Ciò indica che il dispendio fisico del trasporto a terra si estende alla fase subacquea attraverso reazioni metaboliche fisiologiche.

La lunghezza di una AL80 è solitamente di 66 cm, mentre la HP100 è di soli 60 cm.

Le bombole più lunghe spostano il centro di gravità all'indietro e verso il basso, creando una coppia maggiore e richiedendo al subacqueo di sporgersi eccessivamente in avanti durante la camminata per contrastare questa trazione all'indietro.

Le bombole tozze mantengono il peso più vicino al centro della schiena, riducendo l'oscillazione del corpo mentre si cammina.

Per i subacquei più piccoli, una bombola lunga può urtare frequentemente la parte posteriore delle gambe durante la camminata;

questo schema di movimento scoordinato aumenta significativamente il dispendio fisico non necessario.

Resistenza frontale subacquea

Le bombole in alluminio standard AL80 e quelle in acciaio ad alta pressione HP100 hanno solitamente un diametro di 7,25 pollici (circa 18,4 cm), mentre le bombole a capacità maggiore come la LP108 o la HP130 aumentano fino a 8,0 pollici (circa 20,3 cm).

Dai calcoli dell'area geometrica, questo aumento di diametro di 0,75 pollici si traduce in un aumento del 21,5% dell'area della sezione frontale.

Nella fluidodinamica, poiché l'acqua è circa 800 volte più densa dell'aria, qualsiasi minima espansione nell'area della sezione trasversale produce un incremento significativo della resistenza durante il movimento.

Questa resistenza può manifestarsi come un leggero aumento dello sforzo di pinneggiata in acqua calma, ma in correnti superiori a 0,5 nodi, l'effetto di resistenza di una bombola di grande diametro costringe il subacqueo a spendere molta più energia per mantenere la stessa posizione relativa.

I dati sperimentali mostrano che quando un subacqueo si sposta nell'acqua a 0,5 m/s, l'utilizzo di una bombola da 8 pollici di diametro genera circa 15-18 Newton di resistenza fluidodinamica in più rispetto all'utilizzo di una bombola da 7,25 pollici. Per un subacqueo tecnico che effettua un'immersione di 60 minuti, questa costante richiesta di spinta aggiuntiva porta a un affaticamento muscolare precoce delle gambe e spinge la frequenza cardiaca più in alto.

Se un subacqueo raddoppia la propria velocità di propulsione per contrastare una forte corrente, la resistenza che sperimenta aumenta di quattro volte.

Le bombole di grande diametro producono una turbolenza significativa in ambienti ad alto flusso; la zona vorticosa all'estremità della bombola disturba la fluidità del flusso d'acqua, aumentando la resistenza di pressione.

Per i subacquei più piccoli, una bombola da 8 pollici di diametro occupa oltre il 60% della larghezza del busto, rendendo difficile per il corpo schermare completamente la resistenza causata dalla bombola.

Al contrario, le bombole in acciaio più sottili (come le specifiche da 7L o 10L) possono nascondersi meglio dietro l'ombra del busto del subacqueo, ottimizzando le prestazioni idrodinamiche complessive e riducendo il consumo di energia durante lunghe nuotate.

Nei test comparativi tra la comune AL80 caraibica e le bombole in acciaio nordamericane HP120, i subacquei che indossavano la HP120 (diametro 8 pollici) erano in media 0,12 nodi più lenti sott'acqua alla stessa frequenza di pinneggiata rispetto a quelli che indossavano una AL80. Per colmare questo divario di velocità, il subacqueo con la bombola grande deve aumentare la propria erogazione di lavoro di circa il 12%.

Quando i muscoli aumentano l'intensità della contrazione per superare la resistenza, la concentrazione di anidride carbonica nel sangue aumenta.

Una volta che il centro respiratorio del cervello percepisce l'aumento dei livelli di CO2, accelera automaticamente la frequenza respiratoria.

Questo feedback fisiologico crea un paradosso:

Il subacqueo sceglie una bombola più grande per avere più aria, ma poiché la bombola grande aumenta la resistenza al nuoto, portando a una frequenza respiratoria più elevata, l'aria extra fornita viene spesso annullata dallo svantaggio del volume della bombola.

A una profondità di 20 metri, se un aumento della resistenza porta a respirare 5 litri di gas in più al minuto, il tempo di permanenza extra fornito da una grande bombola da 15L sarà ridotto di circa 8-10 minuti.

Se la bombola è montata troppo in alto, la valvola della bombola e il primo stadio sono esposti al flusso d'acqua sopra la testa, creando un punto di resistenza extra.

Montarla troppo in basso fa sì che il fondo della bombola si estenda oltre la curva dei fianchi, interferendo con il flusso d'acqua sopra le gambe durante la pinneggiata e creando oscillazioni instabili.

Questa instabilità costringe il subacqueo a utilizzare costantemente gruppi muscolari per micro-aggiustamenti al fine di mantenere l'equilibrio corporeo.

Questa attività muscolare sottile ma continua è particolarmente evidente in un ambiente con muta stagna, poiché la muta stessa aumenta già significativamente l'area frontale; l'aggiunta del diametro della bombola crea un effetto di accumulo, facendo crescere esponenzialmente le prestazioni di resistenza del subacqueo in acqua.

Le statistiche mostrano che nei tipici ambienti di immersione da barca con corrente, i subacquei che utilizzano bombole compatte da 7,25 pollici di diametro di solito valutano la loro fatica soggettiva circa il 25% in meno rispetto ai compagni che utilizzano bombole da 8 pollici di diametro. Questa differenza deriva principalmente dalla coppia laterale prodotta dall'interazione tra il carico posteriore e il flusso d'acqua; le bombole più sottili mostrano una migliore stabilità direzionale in caso di vento o corrente trasversale, riducendo il lavoro antagonista dei muscoli della vita.

Il diametro della bombola deve essere compatibile con le dimensioni del sacco del GAV (Dispositivo di Controllo dell'Assetto).

Se una bombola di grande diametro da 8 pollici viene montata su un GAV da viaggio di piccole dimensioni progettato per bombole standard in alluminio, la bombola sporgerà eccessivamente all'indietro.

Questa struttura aumenta lo spessore totale del corpo, ingrandendo l'area frontale verticale.

Questo aumento di "spessore" crea un effetto di resistenza simile alla torretta di un sottomarino quando il subacqueo nuota in assetto orizzontale.

Soprattutto durante le penetrazioni a lunga distanza o il nuoto antagonista, questo dispendio fisico causato da dimensioni dell'attrezzatura non corrispondenti riduce significativamente il margine di sicurezza complessivo dell'immersione.