Bombole da sub in acciaio contro alluminio | Quale scegliere

Le bombole in acciaio di classe 12L / 232 bar trasportano più gas e mantengono un assetto negativo per tutta la durata dell'immersione. Una bombola in alluminio AL80 (11,1L / 207 bar) è più leggera, ma diventa a galleggiamento positivo verso la fine dell'immersione. Se la capacità di gas è la priorità, scegli l'acciaio. Per l'attività ricreativa occasionale, l'alluminio è l'opzione più semplice.

Assetto

Bombole in alluminio

La bombola da sub in alluminio più conosciuta è la AL80, realizzata in lega di alluminio 6061-T6. Il suo volume d'acqua interno è fisso a 11,1 litri. Vuota, sulla terraferma, la bombola pesa circa 14,3 kg.

Poiché questa lega ha una densità di soli 2,70 g/cm³, le pareti devono essere piuttosto spesse per resistere a una pressione di esercizio di 207 bar. Con uno spessore delle pareti di 12,2 mm, la bombola diventa più ingombrante e il suo dislocamento sale a 15,6 litri.

La valvola è solitamente realizzata in ottone C36000 con finitura cromata. La valvola stessa pesa circa 0,6 kg. Aggiungendo i 2,15 kg di aria compressa all'interno di una bombola piena, una volta entrata in acqua, la bombola produce una spinta negativa di circa 1,1 kg.

• Diametro della bombola: 184 mm
• Lunghezza della bombola: 658 mm
• Massa d'aria a pieno carico: 2,15 kg
• Materiale: lega di alluminio 6061-T6
• Specifiche del filetto: 0.750-14 NPSM
• Pressione massima di esercizio: 3000 psi (207 bar)

Man mano che si consuma il gas, la massa all'interno della bombola diminuisce. Intorno ai 100 bar, la bombola raggiunge gradualmente un assetto neutro e non tende più ad affondare o galleggiare.

Verso la fine dell'immersione, quando la pressione scende a 50 bar, la bombola ha già perso circa 1,5 kg di aria. A quel punto, genera una spinta verso l'alto di circa 1,9 kg. Sebbene lo spessore del fondo sia di 15,7 mm, maggiore rispetto alla parete laterale, la maggior parte del galleggiamento positivo agisce attraverso la sezione centrale e inferiore della bombola.

Questo cambiamento tende a sollevare i fianchi del subacqueo e a compromettere l'assetto orizzontale (trim). Molti subacquei aggiungono da 2 a 3 kg di piombo alla cintura per contrastare specificamente la spinta positiva che una bombola in alluminio sviluppa verso la fine dell'immersione.

L'acqua di mare ha una densità di 1,025 kg/L, mentre l'acqua dolce è 1,0 kg/L. In un lago, una bombola in alluminio produce circa 0,4 kg in meno di galleggiamento positivo rispetto all'oceano. In acqua dolce, di solito si possono trasportare circa 1 kg di zavorra in meno, il che semplifica le cose.

La lega di alluminio 6061 contiene circa l'1,0% di magnesio e lo 0,6% di silicio. Questa combinazione conferisce alla bombola una buona resistenza alla corrosione su larga scala in acqua salata. Uno strato di ossido naturale spesso circa 10 micron si forma sulla parete interna e aiuta a bloccare ulteriori danni causati dall'umidità.

Se la bombola viene riempita troppo rapidamente (più di 15 bar al minuto), la temperatura della parete può salire a 45°C. L'espansione termica aumenta il dislocamento di circa 0,03 litri. Una volta che la bombola si raffredda in acqua, la pressione interna può scendere di circa il 10%.

• Contenuto di magnesio: 0,8%–1,2%
• Contenuto di silicio: 0,4%–0,8%
• Contenuto di rame: 0,15%–0,4%
• Resistenza alla trazione: 310 MPa
• Conducibilità termica: 167 W/m·K
• Densità: 2,70 g/cm³

A una sosta di sicurezza di 5 metri, una muta da 5 mm si espande man mano che la pressione diminuisce, generando circa 1,5 kg di spinta positiva. Aggiungendo questo valore agli 1,9 kg di spinta positiva della bombola in alluminio, il subacqueo viene spinto verso l'alto con una forza totale di 3,4 kg.

Se si è sotto-zavorrati, diventa molto facile avere una risalita incontrollata negli ultimi metri. Le bombole in alluminio hanno solitamente uno zoccolo a fondo piatto realizzato in polietilene ad alta densità. Protegge la base dagli urti, ma aggiunge anche una piccola quantità di dislocamento extra.

Bombole in acciaio

L'acciaio al cromo-molibdeno 34CrMo4 ha una densità di 7,85 g/cm³. Poiché il materiale è molto resistente, lo spessore della parete di una bombola in acciaio può rimanere nell'intervallo da 4 mm a 5 mm. Prendendo l'HP100 come esempio, il suo diametro esterno di 184 mm racchiude un volume interno di 12,9 litri.

Un'HP100 vuota pesa 15,4 kg sulla terraferma. Aggiungendo una valvola DIN da 0,6 kg, il totale diventa 16 kg. La bombola sposta circa 17,5 litri di acqua di mare, che in acqua con una densità di 1,025 kg/L crea 17,9 kg di forza di spinta.

Sottraendo 17,9 kg di spinta dai 16 kg di peso, anche una bombola in acciaio vuota mantiene circa 1,9 kg di assetto negativo. Anche senza gas, affonda comunque. Per questo motivo, il subacqueo può solitamente rimuovere più di 3,5 kg di piombo dalla vita.

• Materiale: acciaio al cromo-molibdeno 34CrMo4
• Pressione di esercizio: 232 bar
• Spessore della parete: 4,8 mm
• Spessore della zincatura: 60 micron
• Filetto del collo: M25x2
• Peso a vuoto: 15,4 kg

A 232 bar, l'aria compressa all'interno pesa 3,2 kg. Completamente immersa, il peso totale della bombola sale a 19,2 kg e l'assetto negativo sott'acqua aumenta a circa 5,1 kg. Questo sposta il centro di zavorra più vicino alla colonna vertebrale.

Il centro di gravità di una bombola in acciaio si trova circa 4 cm più vicino alla valvola rispetto a una bombola in alluminio. Sott'acqua, questo conferisce un assetto naturalmente bilanciato. A 20 metri, quando una muta da 7 mm perde circa 4 kg di spinta, l'assetto negativo della bombola in acciaio compensa questo cambiamento in modo molto efficace.

La bombola in acciaio a bassa pressione LP85 è comune in acque fredde. È tarata a 184 bar con un volume interno di 13 litri. Da vuota, ha un assetto di circa -0,1 kg. Verso la fine dell'immersione, la sensazione è vicina alla neutralità.

• Altezza LP85: 660 mm
• Peso a vuoto: 14,1 kg
• Massa d'aria: 2,5 kg
• Assetto da piena: -2,6 kg
• Assetto a 50 bar: -0,7 kg
• Diametro: 178 mm

Un bibombola tecnico composto da due bombole HP100 ha un volume interno combinato di 25,8 litri e può contenere 5160 litri di gas. Sott'acqua, questa configurazione produce una costante spinta negativa di 10 kg, il che significa che spesso il subacqueo non ha affatto bisogno di una cintura di zavorra separata.

Una connessione DIN può gestire pressioni superiori a 230 bar. In confronto, l'O-ring in una connessione Yoke può deformarsi di circa 0,2 mm sotto alta pressione. Il DIN rimane a tenuta di gas anche a 300 bar.

Un test idrostatico richiede che la bombola venga pressurizzata a 348 bar. La bombola si espande leggermente sotto pressione. Se l'espansione permanente dopo la depressurizzazione supera il 10%, la bombola deve essere dichiarata fuori servizio. Ogni test sottopone le fibre metalliche a uno sforzo di trazione.

Le bombole in acciaio risolvono anche il classico problema dei piedi del subacqueo che affondano. A una sosta di sicurezza di 3 metri, dopo aver scaricato il GAV, i 1,5 kg di assetto negativo rimanenti aiutano a mantenere il subacqueo stabile in acqua. Ciò elimina la sensazione di galleggiamento di fine immersione, comune con le bombole in alluminio.

L'immersione con muta stagna è solitamente abbinata a bombole in acciaio. L'aria all'interno di una muta stagna può creare circa 6 kg di spinta positiva. Una bombola in acciaio da 16 kg aiuta a compensare questa spinta, riducendo la zavorra necessaria da 8 kg a circa 4 kg.

• Zavorra muta stagna: 4 kg (acciaio) contro 8 kg (alluminio)
• Zavorra muta umida: 2 kg (acciaio) contro 5 kg (alluminio)
• Base: il fondo arrotondato richiede uno zoccolo
• Efficienza: 15% superiore

Tabella di confronto dell'assetto

L'acqua dolce ha una densità di 1,0 kg/L, mentre l'acqua di mare è 1,025 kg/L. In acqua dolce, una bombola in acciaio avrà un assetto negativo di circa 0,45 kg in più rispetto all'acqua di mare. Nell'immersione in lago, questo solitamente consente di ridurre la zavorra in vita di un ulteriore 1 kg.

Durata e corrosione

Confronto su durata e manutenzione

L'acciaio al cromo-molibdeno 4130 ha una durezza Brinell di circa 200–240, che lo rende altamente resistente alla deformazione da impatto. In confronto, la lega di alluminio 6061-T6 ha una durezza di soli 95 circa. Durante il carico al molo o l'immersione dalla barca, una bombola in alluminio ha molte più probabilità di subire graffi o ammaccature profonde fino a 0,5 mm.

Poiché l'acciaio ha una resistenza alla trazione fino a 100.000 PSI, lo spessore della parete di una bombola in acciaio solitamente rimane tra 4 mm e 5 mm. L'alluminio manca di tale resistenza, quindi lo spessore della parete deve aumentare a circa 11–12 mm. Questa differenza strutturale significa che, se colpita da qualcosa di affilato, l'alluminio è molto più soggetto a uno spostamento superficiale visibile.

Secondo gli standard CGA C-6.1, se un graffio su una bombola in alluminio supera il 10% dello spessore della parete (circa 1,2 mm), la bombola non supererà l'ispezione visiva annuale (VIP). La profondità di usura consentita per l'acciaio è minore, ma l'acciaio è anche molto più difficile da danneggiare.

In condizioni di umidità, l'acciaio forma Fe₂O₃ (ossido di ferro), che appare come una scaglia bruno-rossastra friabile. Quella ruggine continua a scavare più a fondo nel metallo e può creare vaiolature profonde più di 1 mm in appena un anno. Una volta che la vaiolatura interna diventa diffusa, la capacità di tenuta alla pressione della bombola diminuisce rapidamente.

L'alluminio, al contrario, forma uno strato passivo di Al₂O₃ (ossido di alluminio) quando esposto all'ossigeno. Tale pellicola è spessa solo circa 0,01 micron, ma aderisce saldamente alla superficie metallica. Anche con la salsedine, blocca un'ossidazione più profonda, quindi la corrosione sull'alluminio di solito rimane una polvere bianca superficiale.

Lo zoccolo in gomma alla base di una bombola in acciaio è uno dei suoi punti deboli per la manutenzione. L'acqua di mare residua può accumularsi tra lo zoccolo e il metallo, creando un microambiente chiuso. Mentre l'acqua evapora, rimangono i cristalli di sale che, combinati con differenze di potenziale elettrochimico, possono creare un anello di ruggine profonda sul fondo della bombola entro sei mesi.

Sebbene l'alluminio gestisca molto meglio l'acqua salata, comporta il rischio di SLC (cracking da carico sostenuto). Dopo circa 10.000 cicli di riempimento, l'area del collo filettato può sviluppare micro-fatiche metalliche sotto stress ripetuto. Questo danno non è visibile a occhio nudo e richiede solitamente un test a correnti parassite per essere rilevato.

Le bombole in alluminio realizzate dopo il 1989 in lega 6061 sono molto più sicure. Le vecchie bombole in lega 6351 erano più soggette a crepe sul collo sotto alta pressione a lungo termine a causa della loro microstruttura e del contenuto di piombo. Chiunque acquisti una bombola in alluminio usata dovrebbe verificare il codice della lega stampigliato sulla spalla.

La secchezza interna di una bombola in acciaio ha un impatto enorme sulla durata operativa. Se una stazione di ricarica non sostituisce i filtri in tempo e l'aria compressa contiene più di 50 mg/m³ di vapore acqueo, può apparire ruggine interna visibile entro circa 3 mesi. I centri subacquei professionali mantengono solitamente un punto di rugiada inferiore a -40°C.

Il test idrostatico è la misura finale della durata della bombola. La pressione di test viene portata a 1,5 volte la pressione di esercizio. Per una bombola in acciaio da 300 bar, ciò significa 450 bar durante il test. Il test misura se l'espansione permanente supera il 10% del volume originale.

Finché non si verifica un'ossidazione profonda, le bombole in acciaio hanno una durata a fatica estremamente lunga. Alcune rimangono in servizio per 40 anni con tassi di espansione molto bassi. L'alluminio, d'altra parte, tende a non superare il test idrostatico nel tempo a causa dello scorrimento viscoso del materiale e della fatica. Molte bombole in alluminio non vengono ritirate a causa della corrosione, ma perché il metallo stesso invecchia.

Esiste una differenza di potenziale elettrochimico tra una bombola in alluminio e una valvola in ottone. In acqua salata, ciò può innescare corrosione galvanica. Se non si utilizza un lubrificante compatibile con l'ossigeno durante l'installazione della valvola, i filetti in alluminio possono comportarsi come un anodo sacrificale, portando al grippaggio delle valvole o a perdite.

La riparazione del rivestimento esterno è particolarmente importante per l'acciaio. Uno strato zincato a caldo fornisce circa 80 micron di protezione. Se il metallo scuro diventa esposto, dovrebbe essere riverniciato immediatamente con un primer ricco di zinco contenente almeno il 90% di zinco. Sull'alluminio, anche se tutta la vernice è consumata, il metallo esposto si ri-passiva in pochi millisecondi e solitamente non necessita di frequenti riverniciature.

La migliore conducibilità termica dell'acciaio aiuta anche durante il riempimento. Il calore di compressione si dissipa più rapidamente attraverso la parete in acciaio, il che riduce la perdita di pressione dopo il raffreddamento. Una bombola in alluminio riempita rapidamente a 200 bar in un ambiente caldo può raffreddarsi e assestarsi a soli 180 bar circa.

In termini di valore residuo, l'acciaio si comporta più come un bene a lungo termine. Una bombola in acciaio ben mantenuta conserva spesso circa il 70% del suo prezzo di acquisto originale sul mercato dell'usato. L'alluminio ha un orizzonte di ritiro basato sulla fatica molto più chiaro, quindi una volta superati i 15 anni di servizio, il suo valore residuo reale scende rapidamente verso lo zero.

Durante lo stoccaggio a lungo termine, una bombola in acciaio dovrebbe mantenere almeno 20 bar di pressione residua. Ciò mantiene la pressione interna al di sopra di quella atmosferica e impedisce l'ingresso di aria umida. La pressione residua è raccomandata anche per l'alluminio, che però è molto meno sensibile all'umidità interna occasionale.

Per i subacquei che vivono in climi secchi e si immergono principalmente in laghi d'acqua dolce, la manutenzione delle bombole in acciaio è relativamente contenuta. Negli ambienti delle isole tropicali, tuttavia, la natura a bassa manutenzione dell'alluminio diventa un vero vantaggio.

Come dovresti scegliere

Una bombola in alluminio 80 (11,1 litri) si comporta come un peso che cambia dinamicamente in acqua. A 200 bar, ha circa 0,73 kg di galleggiabilità negativa. Quando la pressione residua scende a 35 bar, produce circa 1,9 kg di galleggiabilità positiva. Per rimanere stabile durante la sosta di sicurezza, sono necessari circa 2,6 kg di piombo extra solo per contrastare tale spinta.

Una bombola in acciaio ad alta pressione da 12 litri (HP100) si comporta in modo molto diverso. Da piena, ha circa 3,8 kg di galleggiabilità negativa e, anche quando è quasi vuota, rimane ancora circa 0,3 kg negativa. Aiuta a mantenerti immerso per l'intera durata dell'immersione, invece di costringerti a portare piombo extra per controllare una bombola che tende a galleggiare.

L'alluminio 6061-T6 ha una densità di 2,7 g/cm³, quindi per resistere a 207 bar le sue pareti hanno solitamente uno spessore di circa 12,2 mm. L'acciaio al cromo-molibdeno 4130, con una densità di 7,8 g/cm³, necessita di uno spessore delle pareti di soli 4,8 mm circa. Ciò rende una bombola in acciaio da 10 a 15 mm più stretta nel diametro rispetto a una bombola in alluminio equivalente.

Scegliere l'acciaio consente di trasportare più gas senza aumentare l'ingombro esterno. Una bombola in acciaio da 10 litri è circa 50 mm più corta di una bombola in alluminio da 11 litri. Queste dimensioni compatte aiutano a evitare che il fondo della bombola urti la parte posteriore delle gambe. In relitti o grotte, il profilo più stretto facilita anche il movimento.

Una bombola in acciaio da 300 bar con 12 litri di volume interno può contenere circa 3300 litri di gas. Una normale bombola in alluminio da 200 bar di classe simile ne trasporta solo circa 2200 litri. Quella differenza di 1100 litri può garantire a un subacqueo con un consumo medio altri 15-20 minuti a 20 metri.

Le valvole DIN sono comuni sulle bombole in acciaio e supportano connessioni ad alta pressione filettate da 300 bar. Le bombole in alluminio sono più spesso abbinate a valvole a staffa (Yoke), solitamente limitate a 232 bar. In un sistema DIN, l'O-ring è protetto all'interno del corpo valvola, rendendo molto meno probabile un cedimento della tenuta dovuto a impatti.

L'alluminio comporta ancora il rischio di SLC. Sebbene la lega 6061 sia più stabile della vecchia 6351, crepe microscopiche possono ancora svilupparsi attorno alla filettatura del collo dopo circa 10.000 cicli di ricarica. L'acciaio ha un modulo elastico superiore e può tollerare in sicurezza lo stesso ciclo di espansione-contrazione per 40 anni o più.

L'acqua salata è il nemico naturale dell'acciaio. Una volta che lo strato di zincatura di 80–100 micron viene danneggiato, l'acciaio nudo inizia a formare ruggine rossa. L'alluminio, al contrario, forma in pochi millisecondi uno strato di ossido di alluminio autoriparante in corrispondenza dei graffi, il che riduce la frequenza di manutenzione in ambienti tropicali salini.

L'ossido di ferro (Fe₂O₃) formato all'interno di una bombola in acciaio è polveroso e può sfaldarsi, ostruendo potenzialmente il filtro da 20 micron all'interno di un primo stadio. La polvere bianca di ossidazione che si forma all'interno di una bombola in alluminio aderisce più tenacemente e solitamente non viaggia con il flusso d'aria verso il sistema di respirazione.

Il contenuto d'acqua nell'aria compressa ha un effetto importante sulla durata di servizio. Se i filtri del compressore sono saturi e l'umidità supera i 50 mg/m³, può iniziare a comparire pitting visibile all'interno di una bombola in acciaio in soli 90 giorni. Le stazioni di ricarica professionali mantengono l'umidità al di sotto dei 20 mg/m³ utilizzando il monitoraggio del punto di rugiada.

Una nuova bombola in acciaio costa tipicamente dai 450 ai 600 dollari. Una bombola in alluminio standard viene solitamente venduta tra i 200 e i 280 dollari. Se ti immergi 50 volte l'anno, l'acciaio ha un costo di proprietà a lungo termine inferiore perché può rimanere in servizio per mezzo secolo, mentre molte bombole in alluminio vengono ritirate dopo 15-20 anni quando falliscono i test relativi alla fatica.

Il collaudo idrostatico viene eseguito ogni 60 mesi. La bombola viene riempita d'acqua e pressurizzata a 1,5 volte la pressione di esercizio. Se l'espansione permanente supera il 10% del volume originale, la bombola deve essere condannata.

Anche l'aumento di temperatura durante la ricarica influisce sul gas utilizzabile. L'acciaio dissipa meglio il calore rispetto all'alluminio, quindi il calo di pressione dopo il raffreddamento è minore. Una bombola in alluminio riempita rapidamente a 200 bar può scaldarsi fino a 45°C, per poi raffreddarsi in acqua e assestarsi a soli 175 bar, perdendo circa il 12% del suo gas utilizzabile.

I subacquei in acque fredde con mute umide da 7 mm o stagne affrontano grandi sfide di galleggiabilità. Una spessa muta da 7 mm può aggiungere circa 5 kg di spinta. Una bombola in acciaio da 15 litri può fornire circa 4 kg di peso negativo sott'acqua, consentendoti di rimuovere due blocchi di piombo dalla cintura e migliorare notevolmente l'assetto.

Le bombole in alluminio usate prodotte prima del 1989 dovrebbero essere trattate con cautela. Molte sono state realizzate con lega 6351 e richiedono un test a correnti parassite annuale per rilevare crepe sul collo. Le moderne bombole in acciaio solitamente necessitano solo di un'ispezione VIP annuale.

Uno scarpetto in gomma su una bombola in acciaio permette a una bombola da 14,5 kg di stare in piedi in modo sicuro. Le bombole in alluminio hanno più spesso una base arrotondata e possono ribaltarsi più facilmente sul ponte di una barca in movimento. Una volta caduta, il corpo pesante della bombola può esercitare una forte forza di taglio sulla valvola e danneggiare componenti di precisione.

I subacquei che viaggiano a livello internazionale tutto l'anno di solito traggono maggior vantaggio dalle bombole in alluminio. Trasportare una bombola in acciaio da 15 kg negli aeroporti consuma troppo rapidamente la franchigia bagaglio. I subacquei con trasporto privato e un sito di immersione locale fisso sono meglio serviti investendo in acciaio al cromo-molibdeno 4130 per la sua zavorratura più precisa e il valore a lungo termine.

Anche le limitazioni della stazione di ricarica sono importanti. Molti vecchi compressori di resort possono raggiungere solo i 225 bar. Se porti una bombola in acciaio da 300 bar in uno di quei resort, il gas effettivamente stoccato potrebbe ridursi a solo il 70% della sua capacità nominale.

Durante lo stoccaggio a lungo termine, una bombola in acciaio dovrebbe mantenere 20-30 bar di pressione. Tale pressione interna positiva impedisce all'aria esterna umida di entrare. Anche le bombole in alluminio dovrebbero mantenere una pressione residua, ma a causa della loro migliore resistenza naturale alla corrosione, sono molto meno vulnerabili allo stoccaggio a bassa pressione.

Dimensioni e Capacità

Spessore delle pareti e Dimensioni

Sotto una pressione di esercizio di 207 bar, l'alluminio 6061-T6 richiede uno spessore della parete di circa 12,3 mm per distribuire lo stress interno in sicurezza. L'acciaio al cromo-molibdeno ha un carico di snervamento molto più elevato, quindi una bombola in acciaio ad alta pressione da 237 bar necessita di soli 4,1 mm circa di spessore della parete. Con il diametro esterno standard di 184 mm, tale differenza ha un enorme impatto sul volume di gas interno utilizzabile.

Una bombola in alluminio AL80 ha un volume interno effettivo di 11,1 litri e una lunghezza totale di 658 mm. In confronto, una bombola in acciaio ad alta pressione HP100 contiene 12,9 litri internamente pur essendo lunga solo 610 mm. È 48 mm più corta, ma fornisce 1,8 litri di spazio interno in più e circa il 25% di gas aggiuntivo.

Poiché l'alluminio è più debole, i produttori devono rendere la base molto più spessa. La base di una AL80 supera spesso i 25 mm. Le bombole in acciaio sono solitamente realizzate con un fondo arrotondato trafilato a freddo, che distribuisce lo spessore in modo più uniforme. Con lo stesso spostamento in acqua, l'acciaio può trasportare più gas compresso.

• Diametro AL80: 184 mm, spostamento circa 15,5 litri
• Diametro HP100: 184 mm, spostamento circa 14,8 litri
• Diametro LP85: 178 mm, spostamento circa 14,1 litri
• Diametro bombola sidemount AL40: 133 mm, lunghezza 625 mm
• Diametro HP120: 184 mm, lunghezza 711 mm
• Fattore di riempimento bombola alluminio 3000 psi: 7,0 scf/L
• Fattore di riempimento bombola acciaio 3442 psi: 7,7 scf/L

La differenza tra peso della bombola e spostamento determina il carico sott'acqua. Una AL80 vuota pesa 14,3 kg. In acqua dolce, il calcolo della sua galleggiabilità mostra circa 0,7 kg di galleggiabilità negativa quando è piena. A 35 bar, diventa positiva per circa 1,9 kg. Il subacqueo deve portare piombo extra per sopprimere tale spinta.

Una HP100 pesa 15,4 kg vuota. Quando è piena, ha 3,8 kg di galleggiabilità negativa. Anche a 35 bar, rimane negativa per circa 0,9 kg. Non sviluppa mai la tendenza a galleggiare verso l'alto. Di conseguenza, il subacqueo può ridurre il peso in cintura di circa 2,8 kg, alleggerendo il carico sulla parte bassa della schiena.

Anche la lunghezza della bombola influisce sull'assetto. A 658 mm, una bombola in alluminio può essere scomoda per subacquei sotto i 170 cm di altezza. Quando si pinneggia, la parte posteriore della testa o il secondo stadio possono facilmente urtare la valvola. Una bombola in acciaio da 610 mm alza il centro di gravità e lo posiziona più vicino ai polmoni, il che rende più facile l'assetto orizzontale.

• Spessore rivestimento interno acciaio: circa 20-50 micron
• Spessore film ossido di alluminio: circa 10-15 micron
• Ogni 1 kg di piombo fornisce circa 0,9 kg di galleggiabilità negativa in acqua di mare
• I limiti di espansione idro delle bombole in acciaio sono tipicamente sotto il 10%
• I dischi di rottura dell'alluminio sono impostati a circa 1,5 volte la pressione di esercizio
• L'ispezione annuale dell'acciaio si concentra in particolare sui punti di ossidazione nelle filettature del collo

Anche il metodo di produzione stabilisce il limite per la capacità. Le bombole in alluminio sono estruse a freddo, il che concentra lo stress vicino al collo. Le bombole in acciaio sono chiuse mediante formatura a caldo, il che distribuisce lo stress in modo più uniforme. Ecco perché l'acciaio può gestire in sicurezza 3442 psi o più, e perché contiene più molecole di gas nelle stesse dimensioni esterne.

A parità di ritmo respiratorio, una HP100 fornisce circa 15 minuti di tempo di fondo in più rispetto a una AL80. Ciò deriva dai 22,6 piedi cubi di gas in più. In profondità, dove il consumo di gas al minuto si moltiplica rapidamente, quella riserva riduce la pressione di risalita e lo stress.

Il diametro standard di 184 mm facilita anche la logistica del noleggio. La maggior parte delle fasce per schienalino GAV sono configurate per quella dimensione. Se passi a una bombola in acciaio grande da 203 mm, la lunghezza della cinghia solitamente deve essere regolata. La maggior parte dei bibombola tecnici usa bombole in acciaio perché il loro profilo più snello riduce l'attrito laterale.

Le bombole in acciaio a bassa pressione (serie LP) seguono una diversa filosofia di progettazione. Una LP85 lavora a soli 2400 psi, ma poiché il suo volume interno è maggiore, eroga comunque 85 piedi cubi di gas a soli 165 bar. Invece di fare affidamento su una pressione molto alta, utilizza più spazio interno per compensare la differenza.

• La capacità idrica interna è contrassegnata come WC
• Le bombole in alluminio elencano solitamente uno spessore minimo della parete
• Le bombole in acciaio elencano spesso REE (espansione elastica di scarto) alla pressione nominale
• Ogni 100 bar di gas consumato riduce il peso di una AL80 di circa 1,3 kg
• Alla stessa pressione, la comprimibilità del trimix differisce da quella dell'aria semplice
• Una connessione DIN a 232 bar è più resistente alla pressione di una Yoke da 200 bar

Pressione e Densità

La pressione di servizio standard di una AL80 è di 3000 psi, o 207 bar. Il suo volume d'acqua interno è di 11,1 litri. Alla massima pressione, contiene circa 2297 litri di aria libera.

Una bombola in acciaio ad alta pressione HP100 opera a 3442 psi, o 237 bar. Sebbene il suo corpo sembri compatto, il suo vero volume d'acqua interno è di 12,9 litri. Quando è piena, contiene 3057 litri di aria, circa il 33% in più.

Il gas non si comprime in modo perfettamente lineare per sempre. Una volta superati i 200 bar, l'efficienza di stoccaggio inizia a deviare leggermente. Poiché le molecole d'aria si respingono a vicenda sotto una compressione molto elevata, il contenuto effettivo di gas a 237 bar è circa l'1% - 2% inferiore di quanto suggeriscono i calcoli teorici. Tale margine dovrebbe essere incluso nella pianificazione del gas per immersioni profonde.

A 20 metri, la pressione circostante raggiunge i 3 bar. Ogni respiro utilizza tre volte tante molecole di gas quante ne utilizzerebbe in superficie. Con una AL80, un ritmo respiratorio di 20 litri al minuto in superficie diventa 60 litri al minuto in profondità, lasciando un'autonomia totale inferiore a 38 minuti.

Con una HP100 alla stessa profondità, i 760 litri di gas compresso extra offrono circa 12 minuti aggiuntivi. A 30 metri, quella riserva diventa un vero cuscinetto contro corrente e stress. Ma un gas più denso pone anche una richiesta maggiore sulle prestazioni del primo stadio dell'erogatore.

• A 3000 psi, la densità dell'aria è circa 254 kg/m³
• A 3442 psi, la densità dell'aria sale a circa 291 kg/m³
• Partendo da 20°C, ogni 1°C di aumento della temperatura aumenta la pressione della bombola di circa 0,6%
• Le valvole DIN sono tipicamente classificate a 232 bar o 300 bar
• Nei sistemi Yoke sopra i 232 bar, la probabilità di scoppio dell'O-ring aumenta di circa il 40%
• Estrarre 1000 litri di gas da una bombola a 237 bar crea un carico interno molto elevato sull'erogatore

I compressori di ricarica ad alta velocità generano molto calore. Subito dopo una ricarica a 3000 psi, una bombola può essere calda fino a 45°C. Se ti immergi direttamente in acqua di mare a 25°C con essa, il raffreddamento riporterà il manometro a circa 2750 psi, sprecando effettivamente circa l'8% della ricarica.

L'acciaio dissipa quel calore molto più velocemente, specialmente quando raffreddato in acqua durante la ricarica. Tende a entrare in acqua con i suoi veri 3442 psi intatti. L'alluminio, con le sue pareti spesse 12 mm, si comporta più come un isolante, quindi molti operatori di ricarica riempiono leggermente in eccesso per compensare il calo di pressione successivo.

La famiglia di acciaio LP si comporta di nuovo diversamente. Una LP85, riempita a soli 2400 psi o 164 bar, raggiunge comunque 85 piedi cubi di gas. Sulle isole del sud-est asiatico dove i vecchi compressori faticano, questo è importante: le bombole a bassa pressione sono molto più facili da riempire completamente.

• La LP85 ha un volume interno di 13,8 litri, circa il 24% più grande di una AL80
• A 2000 psi, una LP85 trasporta ancora circa 1700 litri
• Alla stessa pressione, una HP100 trasporta ancora circa 1770 litri
• Nelle stazioni di ricarica deboli, una bombola a bassa pressione può fornire il 15% di gas utilizzabile in più
• A 237 bar, la pressione parziale dell'ossigeno nell'aria rimane intorno a 0,5 bar, ancora ben al di sotto dei limiti di tossicità

Anche il peso del gas conta fisicamente. Una HP100 che trasporta 3057 litri di aria contiene circa 3,8 kg di gas. Mentre lo consumi sott'acqua, quel carico scompare gradualmente. Se non tieni conto di quel cambiamento durante la zavorratura, la bombola può iniziare a trascinarti verso l'alto come un palloncino durante la risalita.

Oltre i 40 metri, il gas denso rende la respirazione sensibilmente più difficile. Le molecole d'aria, compresse, fluiscono attraverso il secondo stadio con un flusso altamente turbolento. I subacquei esperti che si immergono in profondità spesso preferiscono bombole in acciaio ad alta pressione abbinate a erogatori ad alto flusso per ridurre l'accumulo di anidride carbonica e la sensazione di resistenza respiratoria.

La produzione di una bombola in acciaio ad alta pressione da 3442 psi richiede acciaio al cromo-molibdeno 34CrMo4. La sua resistenza alla trazione è circa tre volte quella della lega di alluminio. Può mantenere l'espansione totale al di sotto del 10% anche sotto una pressione interna estrema. Le bombole in alluminio che mantengono 3000 psi per anni sono molto più inclini a deformazioni microscopiche attorno alla filettatura del collo.

• Ogni 1000 litri di aria consumata aggiungono circa 1,2 kg di tendenza verso l'alto al subacqueo
• Una AL80 a 50 bar può esercitare una spinta verso l'alto di circa 2 kg
• Una HP100 alla stessa pressione residua mantiene ancora circa 0,9 kg di peso verso il basso
• Il gas denso immagazzinato in una bombola in acciaio ad alta pressione riduce la quantità di piombo necessaria
• A 3442 psi, ogni piede cubo d'aria contiene circa 1,2 cento biliardi di molecole di gas

Quando si sceglie una bombola, bisogna considerare anche la stazione di ricarica. Se un centro immersioni carica solo a 200 bar, il vantaggio dell'alta pressione di una HP100 diventa in gran parte sprecato e ci si affida principalmente ai suoi 1,8 litri extra di volume interno. In quella situazione, una LP108 o una grande bombola in alluminio potrebbero effettivamente offrire un tempo di immersione pratico migliore.

Controlla il marchio sulla spalla della bombola e trova la riga contrassegnata come Service Pressure (pressione di esercizio). Se dice 3442, e la abbini a un erogatore adeguato, puoi trascorrere comodamente 10 minuti extra a 20 metri in cerca di nudibranchi.

E se possiedi una bombola rimasta inutilizzata per molto tempo, non caricarla mai alla cieca. Controlla le date impresse. Se è trascorso più di 1 anno dall'ultima ispezione visiva, o più di 5 anni dall'ultimo collaudo idrostatico, inviala a un centro di ispezione qualificato prima di utilizzarla.