Diver Watches: Introducción

@javierreloj y @admin

Este artículo pretende servir de introducción para una serie dedicada al segmento “diver”. Nos permitirá entrar en materia.

Una tarde este verano, fui a darme un baño al mar (tengo la suerte de vivir en una isla). Aproveché para tomar unas imágenes de uno de los relojes que tengo para las actividades acuáticas, que no es otro que mi Crepas Tektite.

Como la mayoría de vosotros sabréis, Crepas Watches es una empresa española que se dedica a hacer “reinterpretaciones” bastante fieles al original de relojes de buceo ya clásicos y que por una razón u otra han pasado a formar parte del imaginario de este segmento horológico.

En este caso se trata de un homenaje al reloj que se usó en la misión “Tektite Habitat”: me refiero al impresionante Certina DS 2 500M. El “Tektite Habitat” era un laboratorio submarino que fue el hogar durante 58 días de inmersión de cuatro buzos pertenecientes al Departamento del Interior de los EE. UU. Durante ese tiempo, estos científicos realizaron experimentos de todo tipo relacionado con el buceo (como la toxicidad del oxígeno saturado, etc.). Los buceadores necesitaron estar 19 días en una cámara hiperbárica antes de volver a la superficie. La cápsula del hábitat se colocó en Great Lameshur Bay, en St John en las Islas Vírgenes de EE. UU., durante parte de 1969 y 1970… pero no adelantemos acontecimientos.

Una vez en casa observando las fotos que había sacado, pensaba en lo normal que es poder tener un reloj diver relativamente asequible y que pueda sumergirlo sin problemas en cualquier actividad acuática de recreo que realice. Para la mayoría de la gente esto era impensable hace relativamente poco tiempo. Al igual que la mayoría de las tecnologías, el segmento de la relojería dedicada a los relojes de buceo ha evolucionado muchísimo en este último siglo.

¿Cómo hemos pasado de tener relojes que prácticamente no se podían casi ni mojar a poder llevar uno que tiene la capacidad de sumergirse a 1.200 m de profundidad? A lo largo de esta serie de entradas, intentaremos (no necesariamente en orden cronológico) enseñar el camino recorrido, así como las razones sociales, científicas y tecnológicas que impulsaron el advenimiento de los relojes diver.

Pero antes de sumergirnos en la historia de los relojes de buceo conviene tener muy claro unos conceptos de física, empezaremos con el de “presión”.

¿Qué es la presión? La presión es la fuerza que ejerce un gas, líquido o sólido sobre una superficie. ¿Y la presión atmosférica? Pues siguiendo la denominación anterior, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso del aire de la atmosfera sobre una superficie. ¿Qué punto tomamos como referencia para definir lo que es 1 atmosfera (de aquí en adelante escribiremos 1 atm) de presión? Pues justo la presión que tenemos a nivel del mar. Es decir, si yo esto en la playa tomando el sol, mi cuerpo y mi reloj estarán sometidos a una presión de 1 atm. Si me fuera a la montaña, como la columna de aire que tendría sobre mí sería menor, la presión a la que estaré sometido sería menor que 1 atm.

Tened en cuenta que “1 atm” de presión es una constante establecida por convención, junto a otras condiciones como la temperatura (15º C), la humedad relativa (0%) y la densidad del aire (1.225 kg/m³) de una “atmósfera estándar”. Por ello, es perfectamente factible, normal incluso, que la presión real en cualquier punto geográfico al nivel del mar no sea idéntica a 1 atm, sino que variará levemente con respecto a este estándar dependiendo de la presión atmosférica, la humedad relativa y la temperatura, factores que, a su vez, afectarán la densidad real del aire.

Pero bueno, una vez que tenemos un valor de referencia de presión expresado en atm, ¿qué pasa si me sumerjo con mi reloj en el mar? Pues que además del peso del aire que tenía a nivel del mar, tendré que soportar también el peso del agua sobre mí. Cuanto más profundo me adentre, más peso de agua tendré que soportar y por tanto estaré sometido a más presión. ¿Y cuánto tengo que bajar para aumentar la presión en 1 atm? Pues la respuesta es 10,33 metros. Por lo tanto, como orden de magnitud, nos quedaremos en que cada 10 metros de profundidad que me sumerja equivale (más o menos) a 1 atm de presión.

Aclarado este concepto, los que tengamos un diver que en el dial ponga “200 m” a priori querrá decir que soportará 20 atm. Si indica que soporta 50 atm, sabremos que podríamos bajar con él hasta los 500 m de profundidad.

Nuestros amigos que utilizan el sistema anglosajón hablarán de pies en lugar de metros. Como 3 pies son 0,91m, 3,3 pies equivalen a 1 m. Nosotros redondearemos y haremos la siguiente equivalencia: 1 m equivale aproximadamente a 3 pies, ergo 1 atm equivale a 30 pies de profundidad.

En algunos de nuestros relojes también podemos encontrar la presión expresada en bares (bar). 1 bar equivale prácticamente a una atmosfera. No son exactamente equivalentes porque la “constante” 1 atm pasó a definirse (por el Sistema Internacional de Unidades) como 1,01325 x 10⁵ pascals de presión y un bar son 100 kilopascals. Por tanto 1 atm equivale a 1,01325 bar. Pero para nuestro propósito, asumir que son más o menos equivalentes nos bastará.

En la siguiente imagen podemos apreciar una tabla con las recomendaciones de uso según la resistencia a la presión que posea nuestro reloj.

Evidentemente esta tabla se verá condicionada según el uso o la edad del reloj. Algunos de los elementos que precisamente permiten esta impermeabilidad se desgastan o deterioran con el mero paso del tiempo, como pueden ser las juntas herméticas, el tubo de la corona, etc.

Ahora retrocedamos en el tiempo para comprender otro concepto físico que fue de vital importancia para el desarrollo de los relojes tipo diver, a saber: la presión parcial.

A principios del s. XIX, un joven sajón llamado Augustus Siebe se desplazó a Berlín para aprender el oficio de calderero. Al cabo de unos años, decidió emigrar a Londres, donde pronto empezó a desarrollar su talento reparando maquinaria y convirtiéndose en un gran inventor. En 1823, los hermanos John y Charles Deane, partiendo de un diseño de casco anti-humo que habían desarrollado para los bomberos, solicitaron la ayuda de Siebe para adaptarlo y poder sumergiese con él, ya que habían creado una empresa especializada en la recuperación submarina de redes y anclas. Es así como en 1830 Siebe construyó la primera escafandra moderna con tres ventanillas, una frontal y dos laterales.

Esta escafandra se acoplaba sobre un traje de cuero y se apoyaba en los hombros del buzo. Para hacer posible que el buzo respirase, la escafandra se alimentaba mediante unas bombas que inyectaban aire a presión desde la superficie. El aire sobrante salía por la parte inferior de la escafandra. Para que nos hagamos una idea, el buzo tenía aire hasta la altura de sus hombros, por debajo de estos ya se escapaba el aire. Esto obligaba al buzo a permanecer completamente erguido para que no se escapara el aire por la parte inferior de la escafandra. Si tropezaba o se caía, poniéndose en posición horizontal, corría el riego real de morir ahogado. Podemos decir que el buzo todavía no “nadaba como un pez”, sino que intentaba “caminar” como si estuviese en la superficie.

Debido a esta problemática inicial, Siebe perfeccionó su traje en 1837, logrando crear el primer traje estanco que se une a la escafandra con una serie de fijaciones e incorporando un sistema de presión negativa en la escafandra. Este invento fue revolucionario ya que permitió que el buzo pudiese estar prácticamente en cualquier posición sin riesgo de morir ahogado. Con este nuevo traje, se pudo llegar a mayores profundidades.

Hasta este momento, llevar un reloj no solucionaba nada al buzo. Al estar unido a la superficie con los tubos respiración y los cabos de seguridad, se podían controlar los tiempos de inmersión desde la superficie, avisando con un simple tirón para que el buzo ascendiera.

Con este nuevo sistema, los buzos cada vez consiguieron sumergirse a mayor profundidad y a tener más autonomía (llegaban a trabajar a profundidades de 100 m), pero por contrapartida, empezaron a notar que se mareaban, o que tenían sensaciones de malestar, tics, náuseas, vómitos e incluso perdidas de conocimiento (que podían producir el ahogamiento) cuando estaban sometidos a largas inmersiones por debajo de los 10 m. Este malestar se incrementaba exponencialmente con la profundidad (seguramente padecían toxicidades por respirar oxígeno concentraciones mayores al 20%, pero esto se desconocía en aquella época). Sin aun conocer el motivo real de estos inconvenientes, se empezaron a controlar los tiempos bajo el agua. Como aun no se disponía de relojes de buceo, los buzos solían bajar con un reloj de bolsillo incorporado dentro de la escafandra para poder controlar ellos mismos el tiempo de su inmersión.

Pero, ¿qué tenía de diferente el aire que respiraban en las profundidades si era el mismo aire de la superficie pero a presión? Lo veremos enseguida pero primero veamos otro importante concepto de física.

De manera muy simplificada, podemos afirmar que el producto de volumen x presión de una misma cantidad de fluido permanece constante.

Para expresarlo de manera más clara:

1. Si tenemos una botella de plástico con capacidad para 2 litros, al cerrar el tapón el aire que está dentro estará a 1 atm de presión.
2. Tenemos Volumen x Presión = 2 litros x 1 atm = 2.
3. Si me meto al agua y la sumerjo a 50 m de profundidad, estaré sometiendo la botella a una presión de 5 atm.
4. Como el producto tiene que ser el mismo (ya que la cantidad de aire de la botella es el mismo), deducimos que el volumen es de 2/5 = 0,4 litros, es decir la botella se habrá chafado hasta reducir su volumen a 0,4 l.

Veamos ahora un ejemplo de un buzo que esté realizando su trabajo a 30 m (presión = 3 atm). Los pulmones tienen de media una capacidad de 5 litros, es decir, cada vez que inspiramos tomamos 5 litros de aire. Pero a 3 atm, si aplicamos nuestra fórmula, el buzo inspirará el equivalente de 5 x 3 = 15 litros.

Es decir, con cada inhalación que hace a 30 m, el buzo realmente está metiendo en sus pulmones 15 litros de aire de la superficie, implicando que este metiendo tres veces más de oxígeno y nitrógeno en sus pulmones.

No fue hasta el año 1868, cuando Paul Bert escribió el libro “La Pression Barométrique”, que se plantearon los peligros sobre el cuerpo humano de respirar con aire comprimido por debajo de los 5 m, riesgo que además aumentaba con la profundidad.

A principios del s. XX, la Royal Navy encargó estudios sobre saturaciones de gas inerte en seres vivos que respirasen aire a más de 1 atm de presión, como ocurría en el caso de los buzos.

Muchos pensareis que el aire que se respira bajo el agua es el mismo que el de la superficie, ahora que simplemente metido en una botella a presión (o impulsado a través de un tubo, también bajo presión). Desafortunadamente, esto no es así. La Ley de Dalton nos dice que la presión total de la mezcla de gases que llevamos en nuestra botella es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los componentes de la mezcla.

Veamos un ejemplo para esclarecer este punto.

Cuando estoy en la barca antes de sumergirme, hablando con mis compañeros o preparando el equipo, estoy respirando aire que está a 1 atm. Este aire tiene una composición aproximada de 78% de nitrógeno (N₂), 21% de oxígeno (O₂) y un 1% de otros gases. Con el cambio de la presión, estos porcentajes varían como vemos en la siguiente tabla, que aplica la Ley de Dalton.

Podéis observar en la tabla que, a 30 m de profundidad, por cada inhalación que hago a esa presión, estoy metiendo en mi cuerpo cuatro veces más de oxígeno y nitrógeno. El oxígeno lo utilizamos para el funcionamiento de nuestro organismo, pero el nitrógeno no tiene utilidad y es disuelto por nuestros pulmones, sangre y tejidos. Normalmente su solución está en equilibrio porque en la barca estamos a una presión que ha sufrido muy pocas variaciones desde que me levanté por la mañana para irme de excusión a bucear.

Por fin, lo tenemos todo listo y nos tiramos al agua.

Empezamos a bajar y a respirar más concentración de nitrógeno. El cuerpo lo detecta y empieza a asimilarlo distribuyéndolo por todo el organismo pasando de los pulmones a la sangre y de la sangre a los tejidos. Llegamos a nuestra zona de buceo a 30 m donde hay un avión hundido y permanecemos allí el tiempo que nos permitan nuestras botellas. Estamos respirando un aire con más concentración de oxígeno y nitrógeno. Durante el tiempo que estamos estables a dicha profundad (y por tanto también a una presión estable), el cuerpo sigue asimilado ese exceso de nitrógeno hasta que el tejido se satura con moléculas de nitrógeno acorde con la presión que tenemos.

Al cabo de un tiempo, nuestro marcador de aire nos indica que debemos poner fin a nuestra inmersión. Con mucha pena, iniciamos la ascensión lo que implica que sometemos a nuestro cuerpo a una disminución de presión. Durante este proceso, todo el nitrógeno que tenemos acumulado en nuestro cuerpo tiene que salir para equilibrarse de nuevo con la nueva presión: de los tejidos a la sangre y de la sangre a los pulmones que lo expulsarán al ambiente.

El problema es que este proceso el lento y si ascendemos demasiado rápido no damos tiempo a eliminar este nitrógeno, que, al expandirse en nuestros tejidos al bajar la presión, puede producir daños muy graves en nuestro organismo, incluso la muerte.

Por tanto, ahora ya entendéis la importancia del control del tiempo en las descompresiones y la necesidad de un reloj que lo controle.

A pesar de ello, hasta que no se inventó el sistema de respiración autónomo (como veremos en siguientes entradas) que permitió el movimiento del buzo sin una dependencia total del exterior, el reloj diver no era una herramienta totalmente necesaria.

Quizás estos dos conceptos, el de “presión” y el de “presión parcial” sean un poco “densos” en un capítulo introductorio dedicado a los relojes de buceo, pero pensábamos que era muy importante que quedasen claros y que se viese la importancia que tuvieron para el desarrollo del buceo y por extensión del mundo de los relojes diver.

En la próxima entrada veremos las hazañas del comandante Yves Le Prieur y el reloj al que posiblemente le podamos otorgar el título de ser el primer reloj de buceo: el Omega Marine.