REGULADORES

En el primer capítulo explicamos el principio de funcionamiento de un regulador completo. Para ello utilizamos como ejemplo una primera etapa de membrana no compensada, por lo que no repetiremos nuevamente la explicación, si bien volveremos a representar los esquemas de funcionamiento a modo de recordatorio.

En este tipo de mecanismo, el pistón que tiene una forma parecida a una seta, integra en una misma pieza el equivalente a la válvula y el equivalente a la membrana del mecanismo anterior.

1.- PISTÓN .- Es una pieza cilíndrica con dos diámetros claramente diferenciados. El de mayor diámetro es la parte que cumple las funciones de “membrana” ( que se desplaza en lugar de deformarse) y sobre la que actúa la presión media reducida para vencer la fuerza del muelle y la presión exterior ambiente.
El diámetro menor aloja, en su extremo opuesto, el asiento de válvula de alta, encargado de cerrar el paso del aire procedente de la botella. Existe un taladro central y un pequeño orificio transversal que comunica las cámaras representadas en el esquema.

2.- MUELLE .- Este muelle ejerce una fuerza sobre el pistón que se suma a la presión ambiente del agua que lo rodea, desplazando el pistón y su asiento de válvula, del orificio de entrada del aire desde la botella.
A medida que se acumule la presión reducida de baja en el otro lado del pistón, éste vencerá dichas fuerzas y, desplazándose, permitirá a su otro extremo (Asiento de válvula) cerrar el paso del aire desde la botella.

1º Antes de abrir el grifo
Al igual que en los mecanismos de membrana, antes de conectar el regulador a la grifería y antes de abrir el mando de la misma, la válvula de alta se encuentra abierta ya que, en este caso, el muelle empuja el pistón separando su asiento de alta del orificio de entrada de aire dese la botella.

2º Al abrir el grifo
El aire procedente de la botella empieza a circular por la primera cámara pasando a través del orificio transversal y el orificio longitudinal, hasta llegar al otro extremo del pistón. Allí, y a medida que incrementa el valor de su presión, va venciendo la fuerza que desde el otro lado ejercen el muelle y la presión ambiente del agua, desplazándose hasta conseguir que su asiento de válvula corte el paso del aire procedente de la botella.
Cuanto mayor sea la fuerza ejercida por el muelle, mayor deberá ser la presión de baja acumulada antes de que se alcance el equilibrio y se cierre la válvula.
En las primeras etapas de pistón (sobre todo en los no compensados) no suele haber mecanismo de reglaje, que nos permita variar desde el exterior la tensión del muelle, por lo que la fuerza que éste ejerce, viene predeterminada de fábrica por las características del mismo y la compresión que sufre en su ubicación de montaje.

3º Durante el consumo de aire
Cada vez que solicitamos aire desde la segunda etapa, chaleco o traje seco, rompemos el equilibrio de fuerzas, la presión de baja desciende y el muelle (y la presión ambiente del agua) empujan el pistón permitiendo a la válvula de alta (otro extremo del pistón) abrir el paso del aire desde la botella. Cuando la presión de baja alcance el valor de equilibrio (presión de baja determinada) el pistón y su válvula volverán a cerrar el paso del aire.
Este ciclo se irá repitiendo durante toda la inmersión.

¿ POR QUÉ ESTOS DOS SISTEMAS QUE HEMOS EXPLICADO HASTA AHORA SE DICE QUE SON “NO COMPENSADOS”?

Ya sabemos que cuando la válvula cierra, el mecanismo alcanza el punto de equilibrio. En este punto la presión de Alta está ejerciendo una fuerza que empuja la válvula hacia el orificio de cierre. Por otro lado la presión de baja empuja la membrana permitiendo esta operación. Como podemos ver en el esquema siguiente, en los mecanismos de membrana estas dos fuerzas actúan en el mismo sentido.

Por tanto, cuanto mayor sea la presión de alta (HP) menos fuerza ha de ejercer la presión de baja (LP) para llegar al equilibrio. Dicho de otro modo, cuando la botella está totalmente cargada, el punto de equilibrio lo conseguimos con una presión de baja menor. A medida que consumimos aire de la botella y la presión de alta (HP) disminuye, la presión de baja (LP) debe ir aumentando para conseguir el equilibrio con la fuerza del muelle y la presión ambiente del agua. Es decir la presión de baja (LP), que suministramos a nuestra segunda etapa, va variando al variar la presión de la botella. POR ESTO DECIMOS QUE EL MECANISMO ES “ NO COMPENSADO”. La variación en este tipo de primeras etapas suele ir de 7,5 bar. a 11 bar.

Esto explica por qué un regulador con primera etapa de membrana NO COMPENSADA, si está mal ajustado, puede dar flujo continuo al final de la inmersión.

Las primeras etapas de pistón NO COMPENSADO también suministran una presión de baja (LP) variable en función de la presión existente en la botella (HP). Pero en este caso la variación se produce en sentido contrario al mecanismo de membrana. Es decir al inicio de la inmersión la primera etapa suministra a la segunda etapa un presión de baja (LP) mayor y va disminuyendo a medida que consumimos aire de la botella. Esto explica por qué los reguladores con primera etapa de pistón no compensado se van “endureciendo” a medida que consumimos el aire de la botella.
Todo esto debe tenerse en cuenta a la hora de hacer los reglajes de los reguladores. La segunda etapa debe ajustarse para la presión LP máxima que nos suministrará la primera etapa si no queremos, en algún momento tener flujo continuo.

Pero volvamos a nuestra primera etapa de pistón y veamos por qué NO ESTÁ COMPENSADO

Como podemos apreciar en el esquema, cuando el pistón cierra y se alcanza el equilibrio, la presión de alta ejerce una fuerza sobre el asiento de válvula que intenta abrir el paso del aire. Esta fuerza se compensa por la acción en sentido contrario de la fuerza que la presión de baja (LP) ejerce sobre el pistón. Por lo tanto es obvio que cuanto mayor sea la presión en la botella, mayor presión de baja (LP) se tendrá que acumular para contrarrestarla. Dicho de otro modo, cuanto mayor sea la presión en la botella, mayor presión de baja (LP) suministrará la primera etapa a la segunda.

Nuevamente tenemos un mecanismo NO COMPENSADO, ya que la presión de baja (LP) depende de la presión variable de la botella (HP). A diferencia del mecanismo de membrana, la descompensación es en sentido contrario.

Es evidente que nos interesa que la presión de Baja (LP) que llega a la segunda etapa sea constante durante toda la inmersión, independientemente de la presión (HP) que va disminuyendo en la botella. Eso es precisamente lo que consiguen los mecanismos COMPENSADOS (de Pistón y de Membrana).

MUY SENCILLO => HAY QUE CONSEGUIR QUE LA PRESIÓN DE ALTA (HP), QUE ES VARIABLE, NO EJERZA NINGUNA FUERZA SOBRE LA VÁLVULA DE ALTA (MEMBRANA) O SOBRE EL ASIENTO DE ALTA (PISTÓN). Lo que hacemos, en realidad, es que las fuerzas que actúan sobre dicha válvula sean de sentido contrario y se anulen.

Pero antes de ver la aplicación de esta solución sobre los mecanismos de pistón y membrana, veamos un esquema simplificado que nos ayudará a comprender mejor lo que acabo de explicar.

Cuando en el interior de la cámara del dibujo bombeamos aire a presión, el cilindro se desplaza, y la fuerza que debemos ejercer para frenarlo, dependerá de la presión ejercida.

Siempre que los dos orificios de la cámara tengan el mismo diámetro, las fuerzas que actúan sobre el cilindro se anulan.

¡¡¡ EUREKA!!! Esto es precisamente lo que debemos hacer con nuestra válvula de alta presión. Paciencia, paciencia, ahora lo veremos.

Fijaos qué hemos hecho. Hemos aislado el eje de la válvula de la zona de alta presión. Si este eje tiene el mismo diámetro que el orificio que cierra el paso del aire, cuando esto ocurra, sobre la válvula no se ejercerá ninguna fuerza resultante al variar la presión de la botella.
El mecanismo estará compensado y la presión de baja (LP) siempre será 10 atm. (si se ha ajustado a ese valor el muelle principal) + la presión ambiente del agua, durante toda la inmersión. Para compensar completamente el mecanismo, la válvula está taladrada longitudinalmente para permitir que la presión de baja (LP) también esté compensada sobre la válvula en los dos sentidos.

Como veis la disposición es diferente en el mecanismo de pistón compensado. La conexión a la botella no está dispuesta longitudinalmente, sino perpendicular al eje de la primera etapa. El asiento de válvula ya no forma parte del pistón, sino que está fijado al cuerpo de la primera etapa. El pistón abre y cierra el paso del aire sobre este asiento.
El extremo del pistón, que cierra sobre este asiento, tiene un perfil muy afilado, de forma que el diámetro de cierre sea igual al diámetro exterior del pistón que tapona el otro orificio de la cámara de alta.
De esta manera aunque varía la presión de alta en la botella, ésta no ejerce ninguna fuerza sobre el mecanismo y la presión de baja se mantiene constante. Es algo muy parecido al esquema simplificado que explicamos anteriormente.

Si bien los mecanismos de pistón, en general, no permiten variar el reglaje de la presión de baja (LP) => (el muelle está en el centro y no en un extremo como en los de membrana ), algunas primeras etapas de PISTÓN COMPENSADO, permiten un pequeño ajuste, en las operaciones de mantenimiento, desplazando la posición del asiento de válvula.

Otra característica común a todas las primeras etapas de PISTÓN COMPENSADO es la disposición de todas las conexiones de baja (LP) en una torreta giratoria. En los mecanismos de MEMBRANA COMPENSADA, solo algunos modelos disponen de torreta giratoria.

Desde el punto de vista constructivo, las primeras etapas de pistón son más simples que las de membrana. Y como hemos podido ver el PISTÓN NO COMPENSADO tiene un mecanismo más sencillo que el de un chupete. Por dicho motivo es el más utilizado en los reguladores básicos o aquellos destinados a alquiler en centros de buceo, pues son económicos y de bajo mantenimiento.

Las primeras etapas de MEMBRANA NO COMPENSADAS no son tan sencillas por lo que la selección natural las ha eliminado del mercado, aunque muchos de los primeros reguladores fueron de este tipo.

De entre los mecanismos COMPENSADOS el de PISTÓN también es más sencillo y de más fácil mantenimiento, aunque en muchos casos no es posible ajustar el reglaje de la presión de baja (LP).
Sin utilizar “KIT DE AGUAS FRÍAS” las primeras etapas de pistón son más susceptibles a la congelación, si son utilizadas en aguas a baja temperatura.

Las primeras etapas de MEMBRANA COMPENSADAS poseen el mecanismo más complejo. Permiten ajustar con precisión la presión de baja (LP) durante las operaciones de mantenimiento. Son menos susceptibles a la suciedad del agua y a las incrustaciones que los mecanismos de pistón, aunque este punto no limita a ninguno de los dos mecanismos si se respetan las revisiones anuales recomendadas.

Cuando hablemos de los “KIT DE AGUAS FRÍAS” veremos que éstos son más fáciles de aplicar y más efectivos en las primeras etapas de membrana.

Sobre la ventaja de un sistema respecto a otro se han vertido ríos de tinta. Sin embargo los dos sistemas son perfectamente válidos. De hecho muchos fabricantes tienen los dos sistemas coexistiendo en sus catálogos. Lo que hace buena o no una primera etapa es la precisión con la que se han diseñado, fabricado y montado sus componentes. Aunque no es el motivo de este curso entrar en detalles excesivamente técnicos, diremos a modo de ejemplo, que un mal acabado en el asiento de la válvula de alta, o una falta de precisión en su perpendicularidad, o un radio de mecanizado demasiado grande, pueden provocar una caída de la presión suministrada a la segunda etapa (drop pressure) respecto a la de reglaje , que se traduciría en un caudal inferior al teórico, respecto a otro regulador sin ese defecto.

Esta precisión y calidad de los materiales es necesaria tanto en las primeras etapas de pistón como en las de membrana. Todos estos detalles son muy difíciles de apreciar por el buceador aficionado. Por tanto la mejor garantía es creer en las marcas prestigiosamente reconocidas y desconfiar de las gangas. El regulador es, seguramente, la parte más “seria” de nuestro equipo y vale la pena dedicarle una atención especial.

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