Bel Menyelam

Latar Belakang

Penyelam komersial yang melakukan konstruksi atau penyelamatan bawah air sering menggunakan lonceng selam untuk transportasi ke lokasi bawah laut. Penggunaan bel menyelam (juga dikenal sebagai Personal Transfer Capsule, PTC) dan ruang tekanan memperpanjang jumlah waktu yang dapat disimpan penyelam dengan aman di bawah air. Lonceng selam dikenal sejak abad keempat SM. , ketika mereka diamati oleh filsuf Yunani kuno Aristoteles. Lonceng selam yang lebih canggih dirancang pada abad ketujuh belas. Lonceng modern untuk penyelaman komersial dikembangkan setelah Perang Dunia II, dengan munculnya industri minyak lepas pantai.

Penyelaman komersial (menyelam untuk membayar) dibagi menjadi dua jenis utama, penyelaman berorientasi permukaan dan penyelaman saturasi. Dalam penyelaman berorientasi permukaan, penyelam dengan helm bekerja di bawah air, terhubung ke alat bantu pernapasan di pantai atau di atas kapal, tongkang, atau platform. Biasanya penyelam bekerja berpasangan, satu di bawah air dan satu di permukaan merawat selang dan peralatan. Penyelam berorientasi permukaan dapat bekerja dengan aman di kedalaman hingga 300 kaki (91,5 m), tetapi penyelam hanya dapat menghabiskan waktu terbatas di bawah air. Efek dari tekanan air dapat menyebabkan penyakit dekompresi. Di bawah tekanan, nitrogen terkumpul di jaringan tubuh penyelam, menghalangi arteri dan vena. Jika penyelam naik terlalu cepat, nitrogen membentuk gelembung di jaringan, seperti gelembung botol soda saat dibuka tutupnya. Gelembung gas di jaringan menyebabkan rasa sakit, kelumpuhan, atau kematian. Setelah menyelam dalam, penyelam perlu melakukan dekompresi secara bertahap, kembali dengan sangat lambat ke tekanan permukaan untuk menghindari penyakit dekompresi. Waktu dekompresi berhubungan dengan kedalaman penyelaman dan durasinya. Dengan penyelaman dalam hanya satu jam, waktu dekompresi bisa memakan waktu berhari-hari. Menyelam berorientasi permukaan hanya praktis untuk pekerjaan kecil.

Jenis penyelaman komersial kedua, penyelaman jenuh, lebih berguna untuk proyek konstruksi skala besar. Dalam penyelaman jenuh, penyelam menggunakan ruang bertekanan, kadang-kadang dikenal sebagai Deep Diving System (DDS), yang dipasang pada lonceng selam. Kamar dan bel dimulai di atas kapal. Sebuah tim penyelam menaiki ruangan, yang kemudian diberi tekanan mekanis untuk mensimulasikan lingkungan pada kedalaman penyelaman yang direncanakan. Kamar ini adalah lingkungan hidup yang lengkap—dilengkapi dengan tempat tidur, pancuran, dan perabotan—dan mampu menampung tim penyelam selama berminggu-minggu. Ketika para penyelam telah menyesuaikan diri, mereka keluar dari ruangan melalui terowongan kawin dan memasuki lonceng selam, yang juga bertekanan. Sebuah derek mengangkat bel dari kapal dan menjatuhkannya ke situs bawah air. Sesampai di lokasi, seorang penyelam keluar dari bel dengan pakaian selam dan helm dan mulai bekerja. Penyelam lainnya tetap berada di dalam bel dan merawat selang dan peralatan penyelam pertama. Setelah selang waktu mungkin dua jam, mereka beralih. Bekerja dari bel, penyelam dapat menghabiskan delapan jam sehari di bawah air. Kemudian mereka diangkut ke permukaan di dalam bel, memasuki ruang tekanan, dan beralih dengan shift penyelam berikutnya. Ketika seluruh pekerjaan selesai, tim melakukan dekompresi di ruang tekanan. Meskipun mereka telah tenggelam beberapa kali, tim hanya perlu melakukan dekompresi satu kali.

Sejarah

Ember atau tong yang diturunkan langsung ke dalam air, ujungnya terbuka ke bawah, akan menjebak udara di dalamnya. Aristoteles menulis tentang penyelam yang menggunakan kuali berisi udara untuk bernapas di bawah air. Alexander Agung dikatakan telah pergi ke laut dengan lonceng selam—dikenal sebagai tong kaca putih—pada 332 SM. Dia dikatakan telah tinggal jauh di bawah air selama berhari-hari, meskipun ini tidak masuk akal. Ada beberapa referensi untuk lonceng menyelam di Abad Pertengahan. Pada tahun 1531 seorang Italia, Guglielmo de Lorena, membuat lonceng selam yang bisa digunakan untuk memulihkan kapal Romawi kuno yang tenggelam dari dasar danau. Lonceng lain ditemukan dan digunakan di berbagai tempat di Eropa, sebagian besar untuk menyelamatkan harta karun. Cikal bakal lonceng selam modern ditemukan oleh orang Inggris Edmund Halley, yang terkenal dengan komet yang menyandang namanya. Pada tahun 1690 Halley membangun lonceng selam yang menggunakan tabung kulit dan tong berlapis timah untuk memasok udara segar di bawah air. Loncengnya terbuat dari kayu, kerucut berujung terbuka, ditimbang dengan timah dan dilengkapi dengan jendela kaca. Di dalam, Halley menggantungkan sebuah platform bagi penyelam untuk beristirahat, dan sebuah alat dari tong berbobot. Barel dipasang sedemikian rupa sehingga ketika penyelam menariknya ke dalam bel, tekanan air dari bawah memaksa mereka untuk melepaskan udara segar ke dalam bel. Pembantu di permukaan mengisi tong dengan udara segar. Halley dan tim penyelam berhasil bertahan di bawah air pada kedalaman sekitar 60 kaki (18,3 m) selama satu setengah jam menggunakan belnya.

Yang lain menduplikasi pencapaian Halley, tetapi desainnya tidak meningkat secara signifikan sampai tahun 1788. Pada tahun itu, seorang insinyur Skotlandia, John Smeaton, membuat lonceng selam yang menggunakan pompa di atapnya untuk memaksa udara segar masuk. Lonceng Smeaton digunakan oleh para penyelam yang melakukan perbaikan jembatan bawah air. Berbagai peralatan menyelam ditemukan pada abad kesembilan belas, yang mengarah ke helm selam yang bisa digunakan yang dihubungkan dengan selang ke suplai udara di permukaan. Peralatan ini cenderung berat dan besar, dibuat dengan ratusan pon logam untuk menahan tekanan air yang dalam. Pekerja di terowongan dan jembatan turun di lonceng besi cor besar atau ruang mirip lift yang disebut caissons. Karena sedikit yang diketahui tentang bahaya tekanan, banyak dari pekerja ini sakit dan meninggal karena apa yang disebut penyakit caisson, yang sekarang dikenal sebagai penyakit dekompresi.

Dasar untuk penyelaman komersial masa depan diletakkan setelah Perang Dunia II. Penyelam Swiss Hannes Keller menggunakan lonceng selam pada tahun 1962 untuk mencapai kedalaman 984 kaki (300 m). Loncengnya berada pada tekanan yang sedikit lebih tinggi daripada tempat menyelamnya. Keller menghirup campuran helium Lonceng Halley. dan oksigen melalui selang yang terpasang pada mesin di bel. Dia menunjukkan bahwa lonceng selam bisa menjadi stasiun jalan yang berharga bagi penyelam yang dalam, tidak hanya memasok gas yang dapat bernapas tetapi juga listrik, perangkat komunikasi, dan air panas untuk memanaskan pakaian selam.

Penyelaman saturasi dimungkinkan oleh karya Dr. George Bond, direktur Pusat Medis Kapal Selam Angkatan Laut Amerika Serikat pada pertengahan 1950-an. Eksperimennya menunjukkan bahwa jaringan penyelam menjadi jenuh dengan nitrogen setelah waktu paparan tertentu. Setelah titik jenuh tercapai, durasi penyelaman menjadi tidak penting. Seorang penyelam bisa tetap berada di bawah tekanan selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan. Waktu yang dibutuhkan untuk dekompresi akan tetap sama, apakah penyelam tetap berada di titik jenuh selama satu jam atau seminggu. Eksperimen Bond mengarah pada pengembangan Deep Diving Systems. Ini sering digunakan oleh pekerja di industri minyak pada 1970-an dan 1980-an, ketika platform pengeboran minyak lepas pantai dalam berkembang.

Bathysphere dan
bathyscaph

Dua lonceng menyelam modern yang penting adalah bathysphere dan bathyscaph. Ini adalah kapal selam laut dalam yang dibuat untuk pengamatan ilmiah. Bathysphere dibangun oleh William Beebe, seorang ahli zoologi Amerika, dan insinyur Otis Barton pada tahun 1930. Beebe, terpesona dengan kehidupan bawah laut, memahami mesin selam, dan Barton mampu merancangnya. Ide Barton adalah membuat ruangan itu bulat sempurna untuk mendistribusikan tekanan air secara merata. Itu dibuat dari baja tuang sedikit lebih dari 1 inci (2,5 cm) tebal dan 4,75 kaki (1,5 m) diameter. Bathysphere memiliki berat 5.400 lb (2.449 kg), hampir terlalu berat untuk diangkat oleh crane yang tersedia. Beebe dan Barton melakukan beberapa kali penyelaman dari Bermuda di bathysphere, mencapai kedalaman 3.000 kaki (900 m) pada tahun 1932. Karena kekuatan bola yang besar, para penyelam terlindungi dari tekanan, tetapi bathysphere terbukti berat dan berpotensi berisiko. Itu ditinggalkan pada tahun 1934.

Satu dekade kemudian, ayah dan anak Swiss, Auguste dan Jacques Piccard, merancang kapal serupa yang disebut bathyscaph. Bathyscaph menahan efek tekanan, seperti bathysphere, dengan ruang bola baja yang berat. Kamar itu tergantung di bawah sebuah wadah besar berisi bensin yang ringan. Melepaskan katup udara memungkinkan bathyscaph kehilangan daya apung dan tenggelam ke dasar laut dengan kekuatannya sendiri. Untuk naik lagi, operator melepaskan besi pemberat sehingga kapal perlahan naik. Bathyscaph pertama dibangun pada tahun 1946, tetapi rusak tidak dapat diperbaiki pada tahun 1948. Mesin yang ditingkatkan turun menjadi 13.000 kaki (4.000 m) pada tahun 1954. Piccards membangun bathyscaph lain, bernama Trieste, pada tahun 1953. Angkatan Laut Amerika Serikat membeli Trieste pada tahun 1958. Jacques dan letnan Angkatan Laut Donald Walsh mencapai rekor kedalaman 35.810 kaki (10.916 m) di Palung Mariana di Pasifik pada tahun 1960.

Bahan Baku

Lonceng selam modern terbuat dari baja berbutir halus berkekuatan tinggi. Jendela dibuat dari akrilik cor kelas khusus yang dirancang untuk bejana tekan. Bel juga membutuhkan pelindung luar yang terbuat dari aluminium tebal untuk melindunginya dari guncangan. Bel dicat dengan cat epoksi laut bermutu tinggi. Spesifikasi baja dan aluminium bervariasi tergantung pada kedalaman kapal yang diharapkan.

Desain

Lonceng selam dibuat khusus sesuai dengan spesifikasi pelanggan. Pelanggan mendekati produsen dengan garis besar apa yang dibutuhkan. Tergantung kebutuhan, garis besar akan menentukan bentuk lonceng, jumlah minimum penghuni, jumlah jendela, dan kebutuhan khusus lainnya, seperti rak untuk menyimpan peralatan. Pabrikan memeriksa rencana pelanggan, dan kemudian menyusun desain akhir.

Pembuatan dan desain lonceng selam dilakukan di bawah peraturan khusus yang disediakan oleh American Society of Mechanical Engineers (ASME). ASME memiliki sub-bagian yang mengatur apa yang umumnya disebut Pressure Vessels for Human Occupancy, atau PVHO. PVHO termasuk lonceng selam serta kapal selam, ruang dekompresi, ruang rekompresi, ruang ketinggian tinggi, dan lain-lain. ASME menjabarkan standar ketat untuk semua aspek lonceng selam, mulai dari desain hingga fabrikasi dan pengujian. Pabrikan dan subkontraktornya semuanya harus mengikuti panduan ASME selangkah demi selangkah melalui proses manufaktur untuk menerima cap ASME pada bel yang sudah jadi.

Manufaktur
Proses

Membuat bel

• 1 Badan lonceng terbuat dari baja berbutir halus yang kuat. Pelat baja yang digulung diletakkan di atas ban berjalan dan dikirim melalui gergaji otomatis yang memotong pelat ke bagian atas, bawah, dan sisi bel.
• 2 Bagian dikirim ke bengkel las yang bersertifikat untuk jenis konstruksi ini. Setiap bagian dilas secara manual. Lasan harus mampu menahan tekanan tinggi dan benar-benar kedap air. Toko las mengikuti pedoman yang ditetapkan oleh ASME.
• 3 Jendela akrilik cor, baik yang dibuat oleh sub-kontraktor atau oleh produsen lonceng, dipasang pada tempatnya.

Inspeksi dan pengujian

• 4 Setelah bagian dilas bersama, bel diperiksa. Ini mungkin menjalani berbagai tes, dari inspeksi visual lasan hingga pemindaian ultrasonik. Setelah tes ini datang "tes bukti." Lonceng diisi dengan air dan diberi tekanan selama satu jam pada satu setengah kali tekanan yang dibuat untuk menahannya. Dengan kata lain, jika bel dirancang untuk menahan tekanan yang ditemukan pada kedalaman 600 kaki (183 m), 282 psi, pabrikan memberikan tekanan yang ditemukan pada 900 kaki (274,3 m), atau 415 psi. Lonceng harus dengan mudah dapat menahan uji bukti. Ini telah dirancang untuk menahan tekanan empat kali tekanan penggunaan umum, sebagai tindakan pencegahan keselamatan.

Pengecatan dan penyelesaian

• 5 Selanjutnya bel dicat. Penyemprot mekanis melapisi bel dengan cat epoksi laut bermutu tinggi yang mampu menahan penggunaan kasar bel akan bertahan di bawah air.
• 6 Kemudian bagian dalam bel selesai. Bel akan menampung berbagai perangkat seperti pemanas, instrumen, lampu, penghilang karbon dioksida, dan kipas. Kurung untuk perangkat ini dibaut ke bagian dalam bel. Kasing perpipaan dan kabel juga dibaut ke tempatnya. Bel belum siap digunakan sampai semua peralatan berada di tempatnya.

Sertifikasi

• 7 Jika bel lulus semua tes dan inspeksi, bel dicap dengan segel ASME. Ini berarti telah dibangun sesuai dengan standar ASME, dan dianggap aman untuk ditempati manusia. Lonceng individu juga diberikan rekaman sertifikat di mana ia dibangun, kapan, dan oleh siapa. Catatan lain juga disimpan, seperti asal baja yang digunakan untuk bodi.
• 8 Pabrik mengirimkan lonceng sebagai wadah "mentah". Pelanggan kemudian melengkapinya dengan semua mesin yang dibutuhkan seperti alat pelacak, kamera, dan pemancar radio.

Kontrol Kualitas

Kontrol kualitas sangat penting untuk kapal yang digunakan untuk pekerjaan bawah air yang berbahaya. Kontrol kualitas dibangun ke dalam proses pembuatan lonceng selam, karena produsen mengikuti standar yang ditetapkan oleh ASME. Bel tidak hanya diuji setelah konstruksi, tetapi bahkan desain awal telah dilakukan dengan cara yang memenuhi aturan ASME. Otoritas pengatur keseluruhan atas penyelaman, termasuk Kapsul Transfer Personil (PTC) modern. menyelam komersial, di Amerika Serikat adalah Coast Guard.

Masa Depan

Angkatan Laut Amerika Serikat juga menguji berbagai peralatan selam untuk digunakan sendiri. Ini menjalankan Unit Penyelaman Eksperimental yang menguji peralatan yang ada dan mencoba teknologi menyelam yang canggih. Unit Penyelaman Eksperimental juga mempekerjakan dokter dan peneliti yang menyelidiki efek fisiologis menyelam. Beberapa penelitian ini mungkin mengarah pada peraturan yang mempengaruhi penyelam komersial. Hal ini pada gilirannya dapat mempengaruhi prosedur keselamatan dan uji kendali mutu untuk lonceng selam dan peralatan selam lainnya.

Penyelam komersial mengandalkan lonceng selam setiap hari untuk transportasi antara ruang bertekanan dan situs laut dalam. Perkembangan penyelaman jenuh menghasilkan cara yang jauh lebih efisien untuk melakukan pekerjaan bawah air yang ekstensif, karena penyelam hanya perlu melakukan dekompresi sekali di akhir pekerjaan. Beberapa penelitian saat ini, bagaimanapun, menyelidiki cara untuk melakukannya tanpa dekompresi sama sekali. Beberapa peneliti telah menyelidiki kemungkinan melengkapi penyelam dengan insang buatan, yang memungkinkan mereka menghirup oksigen langsung dari air. Teknologi baru lainnya yang mungkin disebut pernapasan cair. Pada tekanan yang dalam, jika paru-paru diisi dengan cairan yang mengandung oksigen, mereka secara teoritis dapat terus berfungsi. Secara hipotesis, seorang penyelam scuba mungkin dapat menghirup fluorokarbon cair beroksigen dari tangki portabel. Ini akan memungkinkan seorang penyelam untuk menyelam lebih dalam tanpa menggunakan ruang tekanan dan lonceng selam. Jalan investigasi lain adalah apa yang disebut dekompresi biologis. Bakteri khusus dalam tubuh dapat digunakan untuk memetabolisme gas yang terperangkap dalam jaringan yang menyebabkan penyakit dekompresi. Ini akan menghilangkan kebutuhan untuk dekompresi dalam sebuah ruangan. Jika salah satu dari teknologi ini menjadi layak untuk penyelam komersial, sistem ruang tekanan dan lonceng selam yang ada dapat berubah.

Tempat Belajar Lebih Lanjut

Buku

Beebe, William. Setengah Mil Turun. New York:Kusam, Sloan dan Pearce, 1951.

Parker, Torrance R. 20.000 Pekerjaan Bawah Laut:Sejarah Penyelaman dan Teknik Bawah Air. Semenanjung Palos Verdes, CA:Arsip Bawah Laut, 1997.

Piccard, Jacques, dan Robert S. Dietz. Tujuh Mil Bawah:Kisah Bathyscaph Trieste. New York:G.P. Putnam's Sons, 1961.

Majalah

Bachrach, Arthur J. "Sejarah Lonceng Menyelam." Waktu Menyelam Bersejarah (Musim semi 1998).

Lainnya

Halaman Warisan Menyelam. Juni 2001. .

Angela Hutan