Cilindros de oxígeno en el mundo medieval

El cuero, tratado adecuadamente, puede ser muy hermético. Haría una campana de cuero, grande y con la parte inferior abierta unida a una canasta como un artilugio con piedras atadas para pesarlo. Algo así como los globos que usamos para volar con aire caliente, pero esto se hundiría en el agua. La parte de la "canasta" de esto se uniría más cerca de la parte del globo/campana. Luego podría bucear desde el globo/campana, o trabajar directamente desde él una vez que lo dejara en el suelo. Mantendría una cuerda o línea atada a mi muelle o bote. Una vez que termine de trabajar o se quede sin aire, suelte las piedras de peso y regrese al muelle o al bote para obtener más aire y piedras. Si alguna vez veo subir el nivel del agua dentro de mi globo/campana, mientras estoy bajo el agua, podría nadar afuera y buscar fugas de aire (flujos de burbujas).

Digamos que consumo 30 litros de aire por minuto . Y digamos que una piel de vaca me da 30 pies cuadrados o cuero (2,8 m ² ). Eso haría una esfera con un radio de aproximadamente 0,5 m. Lo que me daría unos 0,44 m ³ de aire (440 litros), casi 15 minutos de aire. Pero debido a que el volumen crece con el cubo del radio, mientras que el área solo toma el cuadrado, solo se necesitarían de 10 a 11 pieles de vaca para darme un globo lo suficientemente grande como para contener 8 horas de aire.

La campana colapsaría un poco a diferentes profundidades, como un globo atmosférico que se expande cuando sube y se encoge cuando baja. La campana tendría que ser flexible para permitir esto, por lo que el cuero tendría que adelgazarse a la perfección. Pero, esto es algo bueno. Significa que el aire en sus campanas está siendo presurizado por el agua que lo rodea. Desea que el aire se presurice, de lo contrario, la respiración se volvería imposible muy rápidamente.

A profundidades de incluso 10 metros, tendría que preocuparse por la enfermedad de compresión . Lo máximo que podría gastar sería unas 2 horas, sin necesidad de una cámara de descompresión. Entonces, para mantener ese máximo, necesitaría alrededor de 6 a 7 pieles de vaca para producir 4 horas de aire, comprimido a la mitad del volumen: 2 horas. Pero la presión diferente afecta la forma en que absorbe oxígeno en los pulmones, por lo que afectaría la cantidad de aire que necesitaría por hora, y no sé exactamente qué significaría eso.

Un problema con el que se encontraría es que una bolsa de cuero que contenga incluso solo 0,44 m ³de aire, sumergido en agua, tendría una tensión similar a la misma bolsa que contiene tanto volumen de agua, colgando de un techo. La presión interna estaría tratando de romper las costuras. Incluso si pegó y supercosió las costuras, es probable que se deshagan en las costuras, y más aún a medida que la campana se hace más grande. Este sería un problema mayor cerca de la superficie, donde la campana está en todo su volumen sin tanta presión externa para equilibrar la presión de la flotabilidad del aire en su interior. Una solución parcial sería que necesitarías reforzar la campana con una red de cuerdas gruesas que serán las que acabarán llevando los pesos al fondo. La campana de cuero se encuentra dentro de la red. Otra solución parcial sería crear una red de múltiples campanas, en lugar de una campana más grande. Esto requerirá más material, pero puede resultar una necesidad absoluta. Otra posible solución es hacer una campana de doble o incluso triple capa, con las capas pegadas entre sí, de modo que las costuras de una campana nunca se acerquen demasiado a las costuras de la otra. Estaría bien que se cruzaran, pero no correr al lado. La conclusión es, imagina que estás construyendo una bolsa que puedes colgar del techo y llenar con agua. Eso sí, un metro cúbico de agua pesa una tonelada, literalmente una tonelada métrica, 1000 kg o casi 2200 libras. Las tensiones en la bolsa y sus amarres serían más o menos las mismas. Si puede construir una bolsa de este tipo, puede usarla como una campana, al revés, con aire adentro y agua afuera. para que las costuras de una campana nunca se acerquen demasiado a las costuras de la otra. Estaría bien que se cruzaran, pero no correr al lado. La conclusión es, imagina que estás construyendo una bolsa que puedes colgar del techo y llenar con agua. Eso sí, un metro cúbico de agua pesa una tonelada, literalmente una tonelada métrica, 1000 kg o casi 2200 libras. Las tensiones en la bolsa y sus amarres serían más o menos las mismas. Si puede construir una bolsa de este tipo, puede usarla como una campana, al revés, con aire adentro y agua afuera. para que las costuras de una campana nunca se acerquen demasiado a las costuras de la otra. Estaría bien que se cruzaran, pero no correr al lado. La conclusión es, imagina que estás construyendo una bolsa que puedes colgar del techo y llenar con agua. Eso sí, un metro cúbico de agua pesa una tonelada, literalmente una tonelada métrica, 1000 kg o casi 2200 libras. Las tensiones en la bolsa y sus amarres serían más o menos las mismas. Si puede construir una bolsa de este tipo, puede usarla como una campana, al revés, con aire adentro y agua afuera. 1000 kg o casi 2200 libras. Las tensiones en la bolsa y sus amarres serían más o menos las mismas. Si puede construir una bolsa de este tipo, puede usarla como una campana, al revés, con aire adentro y agua afuera. 1000 kg o casi 2200 libras. Las tensiones en la bolsa y sus amarres serían más o menos las mismas. Si puede construir una bolsa de este tipo, puede usarla como una campana, al revés, con aire adentro y agua afuera.

Un aparte interesante aquí sería que las personas en el mundo que hacen esto, habrían aprendido de la manera más difícil sobre la enfermedad por compresión y tendrían que lidiar constantemente con ella. Las personas se sienten tentadas a quedarse más tiempo, solo para obtener un poco más de metal precioso, y luego terminan con las "dobladuras" (la enfermedad por compresión hace que una persona se doble y doble las articulaciones por el dolor).

Esto suena tan factible y divertido (construir la campana, no obtener las curvas), podría tener que intentarlo solo por el gusto de hacerlo. Lo del globo, sin la parte de la enfermedad por compresión. Entonces, tal vez solo la versión de 15 minutos para empezar.

Dependiendo de cuán "alternativo" sea este mundo alternativo, tengo dos recomendaciones:

Si el mundo es muy similar a la Tierra: la solución más conectada a tierra probablemente sería solo un tubo largo y flexible. Un extremo se uniría a algo flotante (como un saco de cuero lleno de aire o el costado de un bote de remos) y el otro extremo se llevaría con el buzo. Al usarlo solo para inhalar (y solo exhalar en el agua), debería poder continuar respirando a cualquier profundidad que pueda atravesar con seguridad sin ninguna protección contra la presión del agua. Es portátil en el sentido de que podría enrollarlo para llevarlo consigo cuando no esté buceando. El tubo en sí podría ser simplemente una enredadera de planta hueca (ficticia) recubierta de conservante.

Si el mundo es muy diferente de la Tierra: una relación simbiótica con un animal ficticio probablemente sería un detalle interesante y también serviría para diferenciar su entorno de la realidad ("he aquí por qué esto funciona en mi mundo y no funcionó en historia humana"). Por ejemplo, los buzos podrían tener una planta carnívora que se adhiera a su piel como una sanguijuela, y succione su sangre para alimentarse de su CO2, y deje el O2 como un producto de desecho, por lo que el buzo podría simplemente dejar de respirar, pero aún así mantener un nivel de oxígeno relativamente saludable en su sangre por un tiempo (si adjuntó muchas de estas plantas sanguijuelas).

Dependiendo de la dirección de tu narrativa, esto también podría darte la oportunidad de introducir limitaciones a los buceadores. Por ejemplo, el imperativo instintivo de respirar está profundamente arraigado, y un buzo tendría que superar ese impulso primario para usar una de las plantas de sanguijuela. Esto limitaría el uso de tales criaturas solo a personas extremadamente disciplinadas o completamente locas.

No creo que un cilindro de oxígeno sea realmente la forma en que debes abordar esto. Echa un vistazo a la historia de la apnea . En la antigua Grecia, usaban una piedra grande atada a un bote para ayudarlos a descender 30 m, y podían permanecer allí hasta 5 minutos. Esto podría usarse para bajarlos dos veces más profundo con poca dificultad.

¿Por qué es esto mejor que alguna forma de oxígeno almacenado? A 60 m de profundidad, ya estás por debajo de lo que puedes alcanzar con un equipo de buceo recreativo. Su cuerpo puede manejar la presión muy bien, pero a esa presión el aire normal se vuelve tóxico: la presión parcial de nitrógeno es demasiado alta.

Ah, y cualquier aire que respires en profundidad debe estar presurizado. Si no, simplemente no podrás resistir la fuerza del agua empujando contra ti para poder respirar.

Ah, y la cantidad de aire que usas depende de su volumen, no de su peso. Entonces, si tiene un globo lo suficientemente grande como para contener 5 minutos de aire y bajarlo a 40 m, se convierte en solo 1 minuto de aire. (Para su información, los tanques de buceo aprovechan esto a la inversa: si el aire está presurizado al doble de lo que necesita y tiene una manera de suministrarlo a la presión que necesita, su tanque efectivamente tiene el doble de aire).

Así que para respirar aire en profundidad necesitas:

1. Aire presurizado. Un globo permitiría que el agua hiciera la compresión por ti, pero no conozco materiales medievales que puedan expandirse y contraerse según sea necesario. Si no tienes un globo entonces necesitas
2. Un recipiente lo suficientemente fuerte para contener aire a presión. Esto es realmente importante: las presiones involucradas harían que la mayoría de los contenedores explotaran.
3. Una mezcla diferente de gases. Las inmersiones profundas usan heliox, una mezcla de helio y oxígeno, para sortear la narcosis por nitrógeno. Para su información, el oxígeno puro tampoco funcionará.
4. Algo para asegurarse de obtener aire a la presión correcta. Si su aire está presurizado por encima de la presión del agua, necesita algo para asegurarse de no estallar sus pulmones cuando inhale.

Si no lo he dejado claro ya, un cilindro de oxígeno no es una buena idea. Entonces, ¿por qué es mejor la apnea? ¡No tiene ninguno de los problemas anteriores!

Otra cosa a considerar es cómo la gente se dio cuenta por primera vez de que las piedras preciosas están ahí abajo. No van a ser descubiertos mientras pescas; no quieres que tus redes golpeen el fondo del mar porque eso hace que sea probable que queden atrapadas en las rocas y se atasquen o se rompan. Para que sus buzos con cilindros de oxígeno los descubran, debe tener una razón para que existan y estén en uso antes de descubrir las piedras preciosas.

La explicación más plausible es que también hay piedras preciosas en aguas menos profundas. A una profundidad de 5 mo menos, es razonable que alguien pueda detectarlo mientras pesca y recuperarlo. A medida que el conocimiento de las piedras se generalizó, las piedras que son fáciles de recolectar se recolectan. Con el tiempo, la gente tiene que profundizar más y más para encontrar nuevas piedras.

Entonces, ¿por qué usarían algo más que buceo libre? Tener que profundizar solo con el tiempo significa que hay mucho tiempo para perfeccionar sus técnicas de buceo, como usar lastre para bajar más rápido y técnicas de respiración para poder permanecer más tiempo en el fondo.

Además, considere a la primera persona que intenta usar una fuente de oxígeno externa en lugar de simplemente contener la respiración. Es muy probable que mueran o queden gravemente heridos. Si ha tomado lecciones de buceo, entenderá por qué: es muy fácil cometer errores. Aquí hay dos errores que puede cometer y por qué es probable que una persona no capacitada los cometa:

1. Conteniendo la respiración mientras asciende. Se siente bastante natural continuar conteniendo la respiración hasta llegar a la superficie, especialmente porque te hace más flotante y te ayuda a ascender. Sin embargo,

   un buzo que respira a 10 metros y asciende sin exhalar tiene pulmones que contienen el doble de gas a la presión atmosférica y es muy probable que sufra daños pulmonares potencialmente mortales. ( Wikipedia )

2. Ascender demasiado rápido incluso mientras exhala. Cuando bucees en apnea, generalmente intentarás subir lo más rápido posible cuando hayas terminado (en parte para que puedas volver a bajar antes). Esta es una buena receta para contraer la enfermedad por descompresión (las curvas).

Así que imagina esto: un grupo de buzos, donde uno ha descubierto una manera de tomar aire con él. Cae y es capaz de permanecer así por más tiempo que nadie antes. Sin embargo, tan pronto como regresa, está claro que algo anda mal. Está claramente dolorido y jadeando por aire. Mientras sus amigos observan, horrorizados, se desmaya y comienza a ponerse azul a pesar de que todavía respira. Pronto muere, asfixiado debido a un daño pulmonar. Mientras lloran a su amigo, se miran y comprenden: el hombre no estaba destinado a permanecer bajo el agua durante tanto tiempo. (Todavía funciona si solo obtiene las curvas)

Permanecer seco

Puede intentar cavar en seco, colocando un tubo largo y ancho hecho de la misma manera que un barril de vino. Sin embargo, este es un tubo cilíndrico con peso en la parte inferior y se deja caer en su área de interés. Consíguelo bien y sólido en el lecho del lago.

Luego, simplemente bombee el agua, tome una escalera y baje a la cama. Entonces puedes empezar a cavar en busca de piedras durante todo el día. Si necesita más espacio libre, puede hacer que su túnel sea tan ancho y resistente como el casco de un barco, pero solo un cilindro largo hasta la base del lago.

Esto podría funcionar siempre que proporcione ventilación de aire cuando los mineros comiencen a excavar.

Tenga en cuenta que no soy un artista. También tenga en cuenta que, no obstante, estoy orgulloso de las gemas preciosas.

Usted crea una olla de cerámica grande (cerámica porque es hermética al agua y al aire y es fácil de construir en diferentes formas. La olla debe tener esta forma:

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Coloque pesas alrededor del cuello de la olla para que flote naturalmente hacia arriba cuando se llene de aire.

Tienes grandes paquetes de rocas en el fondo del océano atadas a cuerdas, usas las cuerdas para subir las rocas a tu bote y luego unirlas a la olla. Luego te paras dentro de la olla y sueltas las rocas del bote. Las rocas luego te empujan hacia el fondo.

El aumento de la presión del agua empujará el aire más adentro de la olla, pero la misma cantidad de aire permanecerá adentro. Solo llenará un volumen más pequeño.

Camine por el fondo del mar con los hombros y la cabeza dentro de la olla, puede agacharse según sea necesario para agarrar cosas y luego volver a respirar. Los pesos y el aire del interior mantienen la olla naturalmente estable y las rocas la mantienen pegada al fondo del mar.

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Cuando el aire comience a ponerse viciado o tenga lo que buscaba, suelte las rocas (dejándolas unidas a la línea principal para que pueda volver a levantarlas la próxima vez) y el aire dentro de la olla lo llevará a la superficie. Vuelva a colocar la olla en el bote para refrescar el aire del interior y luego repita tantas veces como desee.

Este mundo tiene un tipo de alga marina que crece en las profundidades del agua pero aún depende de la fotosíntesis. Crea vejigas llenas de oxígeno (a partir de la fotosíntesis) a lo largo de su tallo para flotar y, debido a la ley del cuadrado del cubo, hacer que estas vejigas sean más grandes brinda más beneficios a medida que la planta crece.

Los buzos descubrieron que estas vejigas podían proporcionar una cantidad limitada de aire: exhalar, luego morder el vástago e inhalar la mayor cantidad posible de oxígeno que escapa. Cada uno solo es bueno para una o dos respiraciones, pero es una extensión de tiempo bajo el agua, e incluso se pueden "cultivar" en las condiciones adecuadas. Las vejigas también son difíciles de transportar durante el buceo y tienden a reventar si se llevan a la superficie, por lo que, en preparación para una inmersión, las personas cortan un hilo de esta planta mientras están bajo el agua, atan la base a algún tipo de peso y lo remolcan. a su sitio de buceo. Luego podrían respirar un poco antes de volver a la superficie nuevamente.

El proceso de colocar las plantas cortadas cerca del sitio de buceo lleva mucho tiempo, pero es necesario por seguridad. Algunos buceadores intentan descender de una sola vez para evitar toda la laboriosa preparación. Esto limita su tiempo y tiene un mayor riesgo de enfermedad por descompresión (ya que suben y bajan con más frecuencia), pero significa que pueden bajar a una nueva veta más rápido que otros buzos más cuidadosos.

Un fuelle operado en la superficie podría forzar el aire a través de tuberías (bambú, intestino, caucho, etc.). Las tuberías podrían conectarse a un recipiente hermético e invertido (como un bote volcado) que podría pesarse para hundirse cerca de donde estarían trabajando los recolectores de gemas.

Esto sería mucho menos portátil de lo que puede estar solicitando, pero permitiría a los buzos permanecer debajo durante largos períodos de tiempo.

En lugar de almacenar el oxígeno bajo compresión, podría generarlo químicamente.

Un ejemplo de esto es la 'vela de oxígeno'. De Wikipedia :

Una vela de clorato, o vela de oxígeno, es un generador de oxígeno químico cilíndrico que contiene una mezcla de clorato de sodio y polvo de hierro, que cuando se enciende arde sin llama a unos 600 °C (1112 °F), produciendo cloruro de sodio, óxido de hierro y a una tasa fija de aproximadamente 6,5 horas-hombre de oxígeno por kilogramo de la mezcla. La mezcla tiene una vida útil indefinida si se almacena correctamente: las velas se han almacenado durante 20 años sin disminuir la producción de oxígeno. La descomposición térmica libera el oxígeno. El hierro encendido proporciona el calor. La vela debe estar envuelta en aislamiento térmico para mantener la temperatura de reacción y proteger el equipo circundante.

Esto parece dentro del rango de plausibilidad para un alquimista de nivel de pólvora.

Respirar oxígeno puro a la presión de unas pocas decenas de metros es una mala idea para los humanos, pero la fisiología de tus personajes puede diferir.

gran lugar de ideas https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_diving_technology#Pre-industrial

DaVinci diseñó tanques de aire hechos de cuero, trajes de buceo y mangueras de respiración conectadas a flotadores de madera. Las campanas de buceo y los tubos respiradores de metal o madera eran comunes. También se conocían las gafas. Las bombas de aire y las mangueras comenzaron a aparecer en el siglo XVI.

http://www.bl.uk/onlinegallery/features/leonardo/diving.html

Los globos son una opción. Árboles de caucho => caucho => globos => llenar con oxígeno manteniéndolos herméticamente envueltos alrededor de la ramita de alguna planta codiciosa hasta que se infle con oxígeno. El globo debe ser transparente (por supuesto) para que funcione la fotosíntesis.

Otra opción es usar una bolsa hermética grande mezclada con productos químicos que reaccionan lentamente y producen oxígeno. Tales productos químicos también existen en la naturaleza (el peróxido de hidrógeno cuando se trata con un catalizador -olvidé el nombre- se desintegra inmediatamente en agua y oxígeno). Cuanto mayor sea la cantidad de productos químicos en la bolsa, más tiempo podrá permanecer bajo el agua.

Si bien varias personas han intentado improvisar dispositivos de almacenamiento de oxígeno a partir de varios materiales medievales, no funcionará. Ninguna de las propuestas funciona a presiones extremas y nada más es viable debido al problema de flotabilidad.

Un sistema de almacenamiento de aire a baja presión de volumen suficiente va a tener una increíble cantidad de flotabilidad. Podría tener un contrapeso suficiente para permitir que el buzo descienda, pero tendrá una masa increíble para cargar: tener una flotabilidad neutra no cancela la inercia.

Usando los números de la respuesta de cuero de vaca, obtengo aproximadamente 2 m ^ 3 / h, y recuerde que am ^ 3 de agua pesa alrededor de una tonelada. Por lo tanto, sus 8 horas de aire en pieles de vaca requieren que comience con un contrapeso de 16 toneladas, ¡buena suerte transportando eso!

Además, como el almacenamiento no es rígido, perderá flotabilidad a medida que avance la inmersión, debe perder aproximadamente 1 libra por segundo de su contrapeso. ¡¿Cómo va a lograr algo?!?!

Además, hay un problema adicional con esta respuesta: comprimir el aire en un volumen más pequeño no disminuye el volumen de aire que respira. Por lo tanto, cuando estás a 10 m de profundidad, usas el doble de aire a presión en la superficie que en la superficie. Tus 8 horas en la superficie son 4 horas a 10 m, 2 horas a 30 m y solo una hora a 70 m, sin contar lo que necesitas para la descompresión.

Al carecer de la capacidad de construir cilindros de aire de alta presión, las únicas opciones son el enfoque de cajón (cerrar el área, bombear el agua) o bombear aire hacia el buzo.

La complejidad de la opción de bombeo depende de cuánta presión pueda manejar su sistema. Si sus bombas y mangueras pueden manejar la presión necesaria, bien, es fácil. Si no pueden, tienes que dividirlo en etapas. Digamos que está a 20 m, pero sus bombas solo pueden entregar 15 psi. Construya tres bombas: una en el barco, dos que se sumergen en el mar y funcionan con una línea de vapor. Cada uno alimenta aire al siguiente, el buzo respira.