Ideas no intuitivas:

EL «CRIMEN» DE DEJAR AL SOL LA BOTELLA DE BUCEO

¡Cuántas veces habrá oído el lector la admonición: «¡Hombre … ¡no hay que dejar al sol la botella de buceo !». Incluso aderezada con «… que es peligroso» o «… que puede explotar»!.

Este artículo viene inducido por un buen amigo y excelente buceador que, referente a un equipo de oxígeno de emergencia con una botella de ese gas a presión que se guardaba en el coche de su dueño alemán, este pasado mes de agosto escribió en un chat de buceadores – del que todavía no han logrado echar a quien esto escribe, aunque todo se andará -, lo siguiente:

«¡Cómo se nota que no vive en España. Dejar esa botella en el coche al sol en verano es querer cambiar de vehículo!». Añadiendo ante la solicitud de explicación: «Un coche en España se puede poner a más de 70ºC y muy bueno para una botella a presión no tiene que ser…».

Y es que dejar al sol la botella frecuentemente es visto como una negligencia.

Este corto artículo está dedicado a él y al resto de víctimas de todo tipo de mantras que asolan el mundo del buceo.

El sol asesino

En España se está empezando a popularizar la palabra ferragosto para expresar lo insoportables que son el sol y las altas temperaturas en estas latitudes durante ese mes, evocando una parrilla. (En realidad, esto es un error, ya que Ferragosto es un fiesta italiana que se celebra cada 15 de dicho mes y que no tiene nada que ver con el hierro ni con el calor, sino que proviene de la locución latina Feriae Augusti (vacaciones de Augusto) relativa a una festividad instituida por dicho emperador en el año 18 a. C. , deglutida posteriormente por el santoral católico).

Sea como fuere, intuitivamente la sensación de estar a pleno sol en los meses centrales del verano en ciertas latitudes lleva a pensar que cualquier envase a presión dejado a pleno sol tiene gran probabilidad de explotar.

En realidad, en verano difícilmente se superan los 50-55 ºC dentro de un automóvil al sol (lo cual puede ser grave para las personas o incluso mortal para cualquier niño u otro bicho pequeño que se deje olvidado en su interior).

Pero quizá el lector tenga noticia sobre algún coche destrozado por la explosión de una botella de buceo guardada en su interior. Veamos:

Lo cierto es que este caso suele ocurrir, pero no con botellas de buceo. En el caso concreto de de la imagen, cuando uno indaga la noticia real, resulta que se trataba de una botella de óxido nitroso y, además, con un sistema de sobrepresión defectuoso.

Pero vamos a tomar como ciertos los exagerados 70ºC del querido compañero y hacer un pequeño cálculo con una botella de buceo.

Las presiones al dejar al sol la botella de buceo

En el Real Decreto 809/2021, de 21 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento de equipos a presión y sus instrucciones técnicas complementarias se establece que:

Artículo 2 . Definiciones.

m) «Presión máxima admisible PS», la presión máxima para la que está diseñado el equipo, especificada por la o el fabricante. Esta presión es equivalente a la denominada como presión de diseño en la reglamentación anterior.

n) «Presión de precinto Pp», la presión a la que está tarado el elemento de seguridad que protege al equipo a presión.

o) «Presión de prueba PT», aquella presión a la que se somete el equipo a presión para comprobar su resistencia. Corresponde a la mayor presión efectiva que se ejerce en el punto más alto del aparato durante la prueba de presión.

p) «Presión máxima de servicio Pms», la presión más alta, en las condiciones de funcionamiento, que puede alcanzar un equipo a presión o instalación.

Como el lector sabe perfectamente, las botellas de buceo se cargan a una presión que suele ser típicamente de 200 bar (aunque su lectura posterior una vez cargadas resulte inferior como se explica en el artículo titulado «EL MISTERIO DEL GAS DESAPARECIDO«) y tienen determinadas una presión de trabajo y otra de comprobación de resistencia, lejos ambas de la presión máxima a partir de la cual se producen deformaciones y problemas, presión que no conviene sobrepasar, salvo que se quiera volar.

Supongamos una botella cargada que, después de ser llenada a 200 bar, ha estado un rato a la sombra y se ha estabilizado a la temperatura ambiente de -pongamos- 25ºC. Supongamos que luego se traslada del centro de carga al puerto y se deja al sol o dentro de un vehículo un buen rato hasta alcanzar los exagerados 70ºC de nuestro ejemplo que, de alguna manera, incorporan también el fenómeno de la radiación directa, independientemente del tiempo que pase hasta alcanzar la máxima temperatura.

Aplicando la ley de los Gases Ideales, que es suficientemente aproximada para nuestros propósitos, aunque habría que utilizar la ecuación de Van Der Waals de los gases reales, tenemos que PV = nRT, donde P es la Presión absoluta (en atmósferas o bar), V es el Volumen (en litros), n son los moles de gas, R es la Constante universal de los gases ideales de valor 0,082 atm*litro/(mol K) y T es la Temperatura absoluta (en grados Kelvin).

Dado que V es en este caso constante, ya que está contenido en un recipiente indeformable como es una botella de buceo, así como también son constantes n y R, tenemos que P = (nR/V) * T = constante * T. Pero la temperatura en grados Celsius hay que transformarla a grados Kelvin (temperatura absoluta) mediante la relación K = ºC + 273,15.

Así, los 25ºC son equivalentes a 25 + 273,15 = 298,15 ≃ 300 K y los 70ºC equivaldrán a 343,15 ≃ 345 K.

De ello se deduce que el aumento de presión en el interior de la botella será proporcional al aumento de la temperatura.

Por tanto, si la presión a 300 K (25ºC) es de 200 bar, a 345 K (70ºC) será de 200 * 345/300 = 230 bar. Ésa es la presión que tendrá el gas cuando esté en el interior del vehículo al sol, presión que, como se puede ver es inferior a las presiones máximas de servicio (en el caso del ejemplo 23200 kPa ≃ 232 bar y muy inferior a la de prueba de 34800 kPa ≃ 348 bar, presiones con las que no se rebasa el límite elástico del material y se producen por tanto deformaciones permanentes y para las que están diseñadas).

Dicho de otra forma, el aumento fue de un 15% de presión respecto de la que tenía.

En el caso de que la botella o el equipo al que quede conectada dispusiera de un dispositivo de sobrepresión, se debería comprobar que éste permite estas magnitudes de presión, como es lo habitual. En caso contrario, se correría el riesgo de escapes de gas que, en el caso del O₂ pudieran ser problemáticos.

¿Y la fatiga del material?

Evidentemente, si un material no se somete a ninguna solicitación (término técnico de esfuerzo), no habrá fatiga del material.

Aumentar la presión un 15 % o un 30 % sobre la de trabajo y sin llegar nunca a ningún esfuerzo puntual que exceda del límite plástico del material, posiblemente contribuya a dicha hipotética fatiga, pero se duda que los aparatos tengan el suficiente número de decimales para cuantificarla en condiciones de uso habituales como las que se plantean en este artículo. No dejar al sol una botella por esta cuestión es un argumento irrelevante.

Pero … ¿y «con mucho sol»?

Como mera diversión, vamos a invertir el problema calculando la temperatura que debería alcanzar una botella de buceo convencional de acero para simplemente llegar a las presiones que se utilizan para las pruebas hidrostáticas que deben superar cada 5 años. (Ni que decir tiene que a esa presión ni siquiera se llega al límite plástico del material que produciera una deformación permanente. Mucho menos a una presión que la haga explotar).

Usualmente, en las botellas comercializadas en la Unión Europea, en su ojiva aparecen las presiones de trabajo y de comprobación en la prueba hidrostática. En nuestra botella estándar, la presión de trabajo son los usuales 232 bar y la presión de prueba es de 348 bar (si bien en la imagen de muestra estas presiones están expresadas en kilopascales (kPa), siendo 1 Pa= 10^-5 bar).

Siguiendo el procedimiento anterior (no exacto puesto que se utiliza la ecuación de los gases ideales y no la de Van der Waal o de los gases reales), tendremos que si la botella ha sido cargada a 25 ºC a su límite de trabajo de 232 bar, transformando la temperatura a unidades absolutas, tendremos que para aumentar su presión desde 232 bar hasta 348 bar (exactamente un 50% más), tendremos así mismo que aumentar la temperatura absoluta en la misma proporción, es decir, la tendremos que calentar desde los 300 K (25 ºC) hasta 450 K (177 ºC). Ni metiéndola en agua hirviendo, vamos.

Haciendo lo mismo con las «peligrosísimas» -según algunos- botellas de 300 bar, tendríamos que aumentar su temperatura desde los 25 ºC hasta los 192 ºC.

Si dejar una botella al sol supusiera alcanzar estas temperaturas -que ni siquiera llegan a deformar permanentemente una botella cargada con aire-, obviamente éste sería el menor de nuestros problemas.

No es el calor … ¡es la luz!

Todos los componentes con base orgánica se deterioran con la luz. Unos más y otros menos, dependiendo de su composición. Y recordemos que los pomos de las botellas son de goma. Por tanto, la única cuestión a considerar sería un eventual deterioro de los pomos, el culotte de apoyo o las redecillas que se suelen emplear en los centros con el tiempo (aunque el agua marina los deteriore mucho más, seguramente) y a pesar de que la resistencia a la radiación ultravioleta de la luz del sol de estos materiales va mejorándose notable y paulatinamente.

Lógicamente esta no es una cuestión crítica, ni mucho menos. Un detalle irrelevante, más bien.

Corolario

Cuando alguien reprenda al lector por dejar una botella al sol, como si estuviera preparando un atentado con bomba, me temo que habrá que sacar papel y lápiz para demostrar que se puede dejar con total seguridad. Pasa con muchos de los mantras que asolan el buceo recreativo (que si los 50 bar a la salida, que si las botellas de aluminio pesan menos que las de acero, que si el sidemount es más cómodo, …). Un fastidio, vamos.

Pero, dado el panorama que uno se suele encontrar y como no hay peor ciego que el que no quiere ver, quizá en la práctica sea más funcional poner la botella a la sombra y no perder el tiempo. Tampoco pasa nada, la goma de los pomos y el culotte durarán diez minutos más y, sobre todo, nuestra paciencia seguirá inalterada.