Una esclusa de aire es un dispositivo que permite el paso de gases y objetos entre un recipiente a presión y su entorno reduciendo el cambio de presión en el recipiente y su pérdida de aire. La esclusa consiste en una pequeña cámara con dos puertas herméticas en serie que no se abren simultáneamente.
Una esclusa de aire puede usarse para traspasar entornos de diferentes gases más que diferente presión, para evitar o reducir la mezcla de gases.
Una esclusa de aire puede usarse bajo el agua para permitir el paso de un entorno de aire en una nave presurizada a un exterior de agua, en cuyo caso la esclusa de aire puede contener agua o aire. A esto se le llama una esclusa de aire inundable o una esclusa de aire submarina, y se usa para evitar que el agua entre en un submarino o en un hábitat submarino.
Usos
Antes de abrir cualquiera de las puertas, la presión de aire de la esclusa de aire (el espacio entre las puertas) se iguala con la del entorno más allá de la puerta de al lado para abrir. Esto es análogo a una esclusa de vía fluvial: una sección de vía fluvial con dos compuertas herméticas, en la cual el nivel del agua varía para que coincida con el nivel del agua a cada lado.
Una transición gradual de la presión minimiza las fluctuaciones de la temperatura del aire (consulte Ley de Boyle-Mariotte), lo que ayuda a reducir el empañamiento y la condensación, disminuye las tensiones en los sellos de aire y permite una verificación segura del funcionamiento del traje de presión y del traje espacial.
Cuando una persona que no está en un traje de presión se mueve entre entornos de presiones muy diferentes, una esclusa de aire cambia la presión lentamente para ayudar con la ecualización de la cavidad de aire interno y para prevenir el síndrome de descompresión. Esto es crítico en el buceo, y un buzo puede tener que esperar en una esclusa de aire durante algunas horas, de acuerdo con las tablas de descompresión.
Aplicaciones
Las esclusas de aire se usan en:
- Aviación, ciertos aviones están equipados con esclusas de aire para paracaidismo y/o salidas de emergencia.
- Naves espaciales y estaciones espaciales, para mantener el ambiente habitable cuando las personas están saliendo o entrando en la nave.
- Cámaras hiperbáricas, para permitir la entrada y salida manteniendo la diferencia de presión con el entorno.
- Submarinos, cámaras de buceo y hábitats submarinos para permitir que los buzos salgan y entren.
- Los tubos de torpedos y los troncos de escape en los submarinos son esclusas de aire.
- Salas limpias, entornos protegidos en los que el polvo, las partículas de suciedad, los productos químicos nocivos y otros contaminantes se excluyen parcialmente manteniendo la habitación a una presión más alta que el entorno.
- Ambientes peligrosos, como reactores nucleares y algunos laboratorios bioquímicos, en los que se evita que se filtre polvo, partículas y/o agentes biológicos manteniendo la habitación a una presión más baja que los alrededores.
- Domos presurizados como el Yuengling Center de los EE. UU.
- Microscopios electrónicos, donde el interior está cerca del vacío para que el aire no afecte la trayectoria del electrón.
- Esclusas de paracaídas, donde el colapso de la superficie aerodinámica debido a la despresurización puede provocar una peligrosa pérdida de altitud.
- Recipientes de fermentación, donde una cerradura de fermentación permite que los gases de fermentación escapen mientras se mantiene el aire afuera, como en cervecerías o vinicultores.
Mecanismos similares
- En climas fríos, dos puertas dispuestas en una configuración de esclusas de aire son comunes en las entradas de los edificios. Aunque no son herméticas, las puertas dobles minimizan la pérdida de aire caliente del edificio. Una disposición similar es común en climas cálidos, donde se utiliza para mantener frescos los espacios interiores. Las puertas giratorias pueden usarse para el mismo propósito.
- Algunas joyerías y bancos tienen puertas con forma de cámara de aire para frenar el escape de los ladrones.
- Las granjas de mariposas y los aviarios generalmente tienen una entrada de tipo esclusa para evitar la salida de los habitantes y la entrada de especies depredadoras.
- Los planetarios pueden tener "bloqueos de luz" para minimizar la luz exterior, protegiendo la sensible adaptación oscura de los visitantes. Estos pares de puertas también reducen el sonido exterior.
Esclusas de aire en la ficción
El escritor de ciencia ficción H. Beam Piper propuso una esclusa de aire de cuatro puertas (con tres cámaras interiores) en su novela Uller Uprising. La atmósfera dentro de la estructura ficticia era transpirable, mientras que la atmósfera exterior era altamente tóxica. Solo se abría una puerta de la esclusa a la vez, y la cámara central de las tres siempre contendría un vacío para minimizar los rastros de la atmósfera exterior que llega al hábitat.
En la película de espías de 1979 Moonraker, James Bond despacha al villano Hugo Drax a bordo de su propia estación espacial disparándole primero en el pecho con un dardo de cianuro y luego empujándolo hacia el espacio ("Da un salto gigante para la humanidad").
En la película de ciencia ficción Interstellar de 2014, las esclusas de aire aparecen varias veces, comenzando con el viaje inicial al espacio. En el clímax de la película, el Dr. Mann intenta robar a Cooper y Brand robando su nave espacial, la Endurance. Cuando Mann intenta atracar su propia nave en el Endurance, lo hace de manera imperfecta. A pesar de esto, decide abordar el Endurance desde su propia nave espacial independientemente de las circunstancias. En medio de un monólogo arrogante, abre la puerta de la esclusa de aire. Debido al cambio de presión causado por el vacío del espacio, la esclusa de aire explota, matando a Mann y dañando críticamente el Endurance. Como resultado de esto, Cooper y Brand se ven obligados a perseguir el Endurance dañado en su propia nave, ya que es su única posibilidad de supervivencia. Debido a la explosión, la nave circular gira fuera de control hacia la estratosfera de un planeta cercano. En un último esfuerzo por salvar la misión, Cooper intenta hacer coincidir las RPM de Endurance con las de su propia nave espacial. Debido a las intensas fuerzas g que están sometidas a Cooper y Brand, deben confiar en su IA versátil conocida como TARS para atracar con precisión la nave con resistencia mientras gira.
En la película de ciencia ficción de 2015 The Martian, las esclusas de aire se usan en el Hab, un hábitat y base de operaciones en Marte, así como también en naves espaciales. Mark Watney, un astronauta varado en Marte, improvisa una granja en el Hab donde vive. Posteriormente, el fracaso de una esclusa de aire y la despresurización del medio ambiente mata los cultivos de papa que estaba cultivando. Además, la tripulación de la embarcación Hermes encargada de rescatar a Watney rompió deliberadamente una esclusa de aire para producir un empuje inverso, a fin de reducir la velocidad de su embarcación lo suficiente como para interceptar la cápsula de Watney.
En Star Trek, Star Wars y algunas otras obras de ficción, las esclusas de aire convencionales pueden ser reemplazadas por campos de fuerza que retienen el aire mientras permiten el paso de materia sólida, como naves espaciales. Las esclusas de aire de este tipo generalmente tienen puertas de presión como respaldo.
Las esclusas de aire se usan comúnmente en la ciencia ficción como una forma de ejecución, a menudo denominada "espaciado" o "esclusa de aire". Battlestar Galactica, Babylon 5, The Expanse y Honorverse hacen uso frecuente o hacen referencia a él.
El bloqueo de aire también se usa como un medio para expulsar a un antagonista o algún objeto al espacio. En la película Alien, el Xenomorph XX121 o Internecivus raptus es expulsado del bote salvavidas del Nostromo cuando Ripley abre su esclusa de aire. En un episodio de la serie de televisión Space: 1999, "The End of Eternity", el alienígena Balor es barrido de Moonbase Alpha cuando el Comandante Koenig lo atrae a una esclusa que se abre inesperadamente. En el episodio "Ojos" de la serie de televisión Space: Above and Beyond, una bomba enemiga es arrojada de un transbordador USMC justo antes de explotar.
Las esclusas de aire también se usan en los siguientes videojuegos:
- Serie de videojuegos BioShock para entrada y salida en ambientes acuáticos.
- Serie de videojuegos Dead Space.
- Doom 3
- Red Faction.
- Spacestation Pheta.
Véase también
| Control de autoridades |
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