Sino de Mergulho

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Antecedentes

Os mergulhadores comerciais que realizam construção ou salvamento subaquático costumam usar um sino de mergulho para o transporte até o local subaquático. O uso de um sino de mergulho (também conhecido como cápsula de transferência pessoal, PTC) e uma câmara de pressão aumentam a quantidade de tempo que um mergulhador pode permanecer subaquático com segurança. Os sinos de mergulho eram conhecidos já no século IV a.C. , quando foram observados pelo antigo filósofo grego Aristóteles. Sinos de mergulho mais sofisticados foram inventados no século XVII. Sinos modernos para mergulho comercial foram desenvolvidos após a Segunda Guerra Mundial, com o surgimento da indústria de petróleo offshore.

O mergulho comercial (mergulho pago) é dividido em dois tipos principais, mergulho orientado à superfície e mergulho de saturação. No mergulho orientado para a superfície, os mergulhadores com capacetes trabalham embaixo d'água, conectados a um aparelho de respiração em terra ou a bordo de um navio, barcaça ou plataforma. Normalmente, os mergulhadores trabalham em pares, um debaixo d'água e outro na superfície, cuidando das mangueiras e do equipamento. Os mergulhadores orientados para a superfície podem trabalhar com segurança em profundidades de até 300 pés (91,5 m), mas os mergulhadores só podem passar um tempo limitado debaixo d'água. Os efeitos da pressão da água podem levar ao mal da descompressão. Sob pressão, o nitrogênio se acumula no tecido corporal do mergulhador, bloqueando as artérias e veias. Se o mergulhador subir muito rápido, o nitrogênio forma bolhas no tecido, parecidas com a forma como uma garrafa de refrigerante borbulha quando destapada. Bolhas de gás no tecido causam dor, paralisia ou morte. Após um mergulho profundo, o mergulhador precisa descomprimir gradualmente, retornando muito lentamente à pressão de superfície para evitar o enjoo da descompressão. O tempo de descompressão está relacionado à profundidade do mergulho e à duração. Com um mergulho profundo de apenas uma hora, o tempo de descompressão pode levar dias. O mergulho orientado para a superfície só é prático para pequenos trabalhos.

O segundo tipo de mergulho comercial, o mergulho de saturação, é mais útil para projetos de construção em grande escala. No mergulho de saturação, os mergulhadores usam uma câmara pressurizada, também conhecida como Deep Diving System (DDS), anexada a um sino de mergulho. A câmara e o sino começam a bordo de um navio. Uma equipe de mergulhadores embarca na câmara, que é então mecanicamente pressurizada para simular o ambiente na profundidade do mergulho planejado. A câmara é um ambiente de vida completo - equipado com camas, chuveiro e móveis - e capaz de acomodar uma equipe de mergulhadores por semanas. Quando os mergulhadores estão aclimatados, eles saem da câmara por um túnel de acasalamento e entram no sino de mergulho, que também é pressurizado. Um guindaste levanta o sino do navio e o joga no local subaquático. Uma vez no local, um mergulhador sai do sino em uma roupa de mergulho e capacete e começa a trabalhar. O outro mergulhador permanece no sino e cuida das mangueiras e equipamentos do primeiro mergulhador. Após um intervalo de talvez duas horas, eles trocam. Trabalhando a partir de um sino, os mergulhadores podem passar oito horas por dia debaixo d'água. Em seguida, eles são transportados para a superfície no sino, entram na câmara de pressão e alternam com o próximo turno de mergulhadores. Quando todo o trabalho é concluído, a equipe descomprime na câmara de pressão. Embora tenham submerso várias vezes, a equipe só precisa descomprimir uma vez.

História

Um balde ou barril baixado direto para a água, com a extremidade aberta para baixo, reterá o ar dentro dele. Aristóteles escreveu sobre mergulhadores que usam caldeirões cheios de ar para respirar debaixo d'água. Diz-se que Alexandre, o Grande, foi para o mar em um sino de mergulho - considerado um barril de vidro branco - em 332 a.C. Dizem que ele ficou profundamente submerso por dias, embora isso não seja plausível. Existem várias referências a sinos de mergulho na Idade Média. Em 1531, um italiano, Guglielmo de Lorena, fez um sino de mergulho viável que usou para recuperar antigos navios romanos afundados do fundo de um lago. Outros sinos foram inventados e usados ​​em vários lugares da Europa, principalmente para resgatar tesouros. O precursor do moderno sino de mergulho foi inventado pelo inglês Edmund Halley, mais conhecido pelo cometa que leva seu nome. Em 1690, Halley construiu um sino de mergulho que usava tubos de couro e barris revestidos de chumbo para fornecer ar fresco debaixo d'água. Seu sino era um cone aberto de madeira, pesado com chumbo e equipado com uma janela de vidro. Lá dentro, Halley pendurou uma plataforma para o mergulhador descansar e uma engenhoca de barris pesados. Os barris foram fixados de forma que, quando o mergulhador os puxou para dentro do sino, a pressão da água de baixo os obrigasse a liberar ar fresco para dentro do sino. Os ajudantes na superfície encheram os barris com ar fresco. Halley e uma equipe de mergulhadores conseguiram permanecer subaquáticos a uma profundidade de cerca de 60 pés (18,3 m) por até uma hora e meia usando seu sino.

Outros duplicaram a conquista de Halley, mas o projeto não foi significativamente melhorado até 1788. Naquele ano, um engenheiro escocês, John Smeaton, fez um sino de mergulho que usava uma bomba em seu teto para forçar o ar fresco para dentro. O sino de Smeaton era usado por mergulhadores que faziam reparos em pontes subaquáticas. Uma variedade de equipamentos de mergulho foi inventada no século XIX, levando a capacetes de mergulho viáveis ​​conectados por mangueiras a um suprimento de ar na superfície. Este equipamento tendia a ser pesado e volumoso, feito com centenas de libras de metal para suportar a pressão de águas profundas. Trabalhadores em túneis e pontes caíam em enormes sinos de ferro fundido ou câmaras semelhantes a elevadores, chamadas de caixões. Como pouco se sabia sobre os perigos da pressão, muitos desses trabalhadores adoeceram e morreram do que foi chamado de doença do caixão, hoje conhecida como doença da descompressão.

A base para o futuro mergulho comercial foi lançada após a Segunda Guerra Mundial. O mergulhador suíço Hannes Keller usou um sino de mergulho em 1962 para atingir uma profundidade de 984 pés (300 m). Seu sino estava com uma pressão um pouco mais alta do que o local de mergulho. Keller respirou uma mistura de hélio Um sino Halley. e oxigênio por meio de mangueiras conectadas a uma máquina no sino. Ele mostrou que o sino de mergulho pode ser uma valiosa estação intermediária para um mergulhador profundo, fornecendo não apenas gás respirável, mas também eletricidade, dispositivos de comunicação e água quente para aquecer o traje de mergulho.

O mergulho de saturação foi possível graças ao trabalho do Dr. George Bond, diretor do Centro Médico Submarino da Marinha dos Estados Unidos em meados dos anos 1950. Seus experimentos mostraram que o tecido de um mergulhador fica saturado de nitrogênio após um certo tempo de exposição. Depois que o ponto de saturação foi atingido, a duração do mergulho não foi importante. Um mergulhador pode permanecer sob pressão por semanas ou meses. O tempo necessário para a descompressão seria o mesmo, permanecesse o mergulhador no ponto de saturação por uma hora ou uma semana. Os experimentos de Bond levaram ao desenvolvimento de Deep Diving Systems. Estes foram usados ​​com frequência por trabalhadores da indústria do petróleo nas décadas de 1970 e 1980, quando as plataformas de perfuração de petróleo offshore profundas floresceram.

A batisfera e o
batiscafo

Dois importantes sinos de mergulho modernos foram a batisfera e o batiscafo. Eram embarcações de mergulho em alto mar feitas para observação científica. A batisfera foi construída por William Beebe, um zoólogo americano, e engenheiro Otis Barton em 1930. Beebe, fascinado pela vida subaquática, concebeu a máquina de mergulho, e Barton foi capaz de projetá-la. A ideia de Barton era fazer a câmara perfeitamente redonda para distribuir uniformemente a pressão da água. Foi fabricado em aço fundido com pouco mais de 1 pol. (2,5 cm) de espessura e 4,75 pés (1,5 m) de diâmetro. A batisfera pesava enormes 5.400 lb (2.449 kg), quase pesada demais para o guindaste disponível levantar. Beebe e Barton fizeram vários mergulhos ao largo das Bermudas na batisfera, atingindo uma profundidade de 3.000 pés (900 m) em 1932. Devido à grande força da esfera, os mergulhadores foram protegidos da pressão, mas a batisfera revelou-se pesada e potencialmente arriscada. Foi abandonado em 1934.

Uma década depois, um pai e um filho suíços, Auguste e Jacques Piccard, projetaram um navio semelhante chamado batiscafo. O batiscafo resistia aos efeitos da pressão, como a batisfera, com uma pesada câmara esférica de aço. A câmara estava pendurada sob um grande e leve contêiner cheio de gasolina. A liberação de válvulas de ar permitiu que o batiscafo perdesse a flutuabilidade e afundasse no fundo do oceano por conta própria. Para subir novamente, os operadores lançaram lastro de ferro, fazendo com que a embarcação subisse lentamente. O primeiro batiscafo foi construído em 1946, mas irreparavelmente danificado em 1948. Uma máquina aprimorada desceu a 13.000 pés (4.000 m) em 1954. Os Piccards construíram outro batiscafo, chamado Trieste, em 1953. A Marinha dos Estados Unidos comprou o Trieste em 1958. Jacques e o tenente da Marinha Donald Walsh atingiram uma profundidade recorde de 35.810 pés (10.916 m) na Trincheira de Mariana no Pacífico em 1960.

Matérias-primas

Os sinos de mergulho modernos são feitos de aço de grão fino de alta resistência. As janelas são construídas em acrílico fundido de um grau especial projetado para vasos de pressão. O sino também precisa de uma cinta externa de alumínio espesso para protegê-lo de choques. O sino é pintado com tinta epóxi marinha de alta qualidade. As especificações de aço e alumínio variam dependendo da profundidade esperada da embarcação.

Design

Os sinos de mergulho são personalizados de acordo com as especificações do cliente. O cliente aborda o fabricante com um esboço do que é necessário. Dependendo das necessidades, o contorno especificará o formato do sino, o número mínimo de ocupantes, o número de janelas e quaisquer outras necessidades especiais, como racks para guardar o equipamento. O fabricante examina o plano do cliente e, em seguida, elabora um projeto final.

A fabricação e o projeto de sinos de mergulho são realizados de acordo com regulamentos específicos da American Society of Mechanical Engineers (ASME). ASME tem uma subseção que regula o que geralmente é chamado de Vasos de Pressão para Ocupação Humana, ou PVHOs. PVHOs incluem sinos de mergulho, bem como embarcações submersíveis, câmaras de descompressão, câmaras de recompressão, câmaras de alta altitude e outros. A ASME estabelece padrões rígidos para todos os aspectos dos sinos de mergulho, desde o design até a fabricação e testes. Os fabricantes e seus subcontratados devem seguir as diretrizes ASME passo a passo durante o processo de fabricação para receber um selo ASME no sino acabado.

O processo de fabricação

Fazendo o sino

• 1 O corpo do sino é feito de aço forte de granulação fina. A chapa de aço laminada é colocada em uma correia transportadora e enviada por meio de uma serra automatizada que corta a chapa na parte superior, inferior e nas laterais do sino.
• 2 As secções são enviadas para uma oficina de soldadura certificada para este tipo de construção. Cada seção é soldada manualmente. As soldas devem ser capazes de resistir a alta pressão e ser absolutamente impermeáveis. A oficina de soldagem segue as diretrizes estabelecidas pela ASME.
• 3 As janelas de acrílico fundido, feitas por um subcontratado ou pelo fabricante da campainha, são instaladas no lugar.

Inspeção e teste

• 4 Depois que as seções são soldadas, o sino é inspecionado. Pode ser submetido a vários testes, desde a inspeção visual das soldas até varreduras ultrassônicas. Após esses testes, vem o "teste de prova". O sino é enchido com água e pressurizado por uma hora a uma vez e meia a pressão que foi construído para suportar. Em outras palavras, se o sino foi projetado para suportar a pressão encontrada a uma profundidade de 600 pés (183 m), 282 psi, o fabricante o submete a pressões encontradas a 900 pés (274,3 m), ou 415 psi. O sino deve ser capaz de resistir facilmente ao teste de prova. Ele foi projetado para suportar uma pressão de quatro vezes a pressão de uso geral, como uma precaução de segurança.

Pintura e acabamento

• 5 Em seguida, o sino é pintado. Os pulverizadores mecânicos revestem o sino com uma tinta epóxi marinha de alta qualidade que é capaz de resistir ao uso áspero que o sino suportará debaixo d'água.
• 6 Em seguida, o interior do sino está concluído. A campainha comporta uma variedade de dispositivos, como aquecedores, instrumentos, luzes, removedor de dióxido de carbono e ventiladores. Os suportes para esses dispositivos são aparafusados ​​na parte interna da campainha. Os encanamentos e caixas de fiação também são aparafusados ​​no lugar. A campainha não está pronta para uso até que todo o equipamento esteja no lugar.

Certificação

• 7 Se o sino passar em todos os testes e inspeções, ele é carimbado com um selo ASME. Isso significa que foi construído de acordo com os padrões ASME e é considerado seguro para ocupação humana. O sino individual também recebe um certificado registrando onde foi construído, quando e por quem. Outros registros também são mantidos, como a origem do aço utilizado na carroceria.
• 8 O fabricante entrega o sino como uma embarcação "bruta". O cliente, então, o equipa com todo o maquinário necessário, como dispositivos de rastreamento, câmeras e transmissores de rádio.

Controle de qualidade

O controle de qualidade é extremamente importante para uma embarcação usada para trabalhos subaquáticos inerentemente perigosos. O controle de qualidade está embutido no processo de fabricação do sino de mergulho, porque os fabricantes seguem os padrões estabelecidos pela ASME. Não apenas o sino é testado após a construção, mas até mesmo o projeto preliminar foi realizado de uma forma que satisfaz as regras da ASME. A autoridade reguladora geral sobre o mergulho, incluindo Uma cápsula de transferência de pessoal (PTC) moderna. mergulho comercial, nos Estados Unidos é a Guarda Costeira.

O Futuro

A Marinha dos Estados Unidos também testa vários equipamentos de mergulho para uso próprio. Funciona com uma Unidade Experimental de Mergulho que testa os equipamentos existentes e experimenta a mais avançada tecnologia de mergulho. A Unidade de Mergulho Experimental também emprega médicos e pesquisadores que investigam os efeitos fisiológicos do mergulho. Algumas dessas pesquisas podem levar a regulamentações que afetam os mergulhadores comerciais. Isso, por sua vez, pode afetar os procedimentos de segurança e os testes de controle de qualidade para sinos de mergulho e outros aparelhos de mergulho.

Os mergulhadores comerciais contam com sinos de mergulho todos os dias para o transporte entre uma câmara pressurizada e um local em alto mar. O desenvolvimento do mergulho de saturação possibilitou uma forma muito mais eficiente de realizar trabalhos subaquáticos extensos, pois os mergulhadores só precisam descomprimir uma vez no final do trabalho. Algumas pesquisas atuais, no entanto, investigam maneiras de fazer tudo sem descompressão. Alguns pesquisadores investigaram a possibilidade de equipar mergulhadores com guelras artificiais, permitindo que respirem oxigênio diretamente da água. Outra possível nova tecnologia é chamada de respiração líquida. Em pressão profunda, se os pulmões forem preenchidos com um líquido contendo oxigênio, eles podem teoricamente continuar a funcionar. Hipoteticamente, um mergulhador pode ser capaz de respirar fluorocarbono líquido oxigenado de um tanque portátil. Isso permitiria ao mergulhador mergulhar mais fundo sem o uso de uma câmara de pressão e sino de mergulho. Outra via de investigação é a chamada descompressão biológica. Uma bactéria especial no corpo pode ser usada para metabolizar os gases aprisionados nos tecidos que causam o mal de descompressão. Isso eliminaria a necessidade de descompressão em uma câmara. Se qualquer uma dessas tecnologias se tornar viável para mergulhadores comerciais, o sistema existente de câmara de pressão e sino de mergulho pode ser alterado.

Onde aprender mais

Livros

Beebe, William. Meia milha para baixo. Nova York:Dull, Sloan e Pearce, 1951.

Parker, Torrance R. 20.000 empregos no fundo do mar:uma história do mergulho e da engenharia subaquática. Península de Palos Verdes, CA:Arquivos Submarinos, 1997.

Piccard, Jacques e Robert S. Dietz. Sete milhas abaixo:a história do Batiscafo Trieste. Nova York:G. P. Putnam's Sons, 1961.

Periódicos

Bachrach, Arthur J. "A História do Sino de Mergulho." Tempos históricos do mergulho (Primavera de 1998).

Outro

Página do patrimônio de mergulho. Junho de 2001. .

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