thumb|upright=1.5|Laboratorio subacuático alemán Helgoland (2010).
Los hábitats subacuáticos son una forma de tecnología submarina. Se trata de estructuras subacuáticas en las que las personas pueden vivir durante períodos prolongados y llevar a cabo la mayoría de las funciones humanas básicas de un día de 24 horas, como trabajar, descansar, comer, atender a la higiene personal y dormir. En este contexto, hábitat se utiliza generalmente en un sentido estricto para referirse al interior y al exterior inmediato de la estructura y sus instalaciones, pero no al entorno marino circundante. La mayoría de los primeros hábitats subacuáticos carecían de sistemas regenerativos de aire, agua, comida, electricidad y otros recursos. Sin embargo, algunos hábitats subacuáticos permiten que estos recursos sean suministrados mediante tuberías, o generados dentro del hábitat, en lugar de ser entregados manualmente.
Un hábitat subacuáticos debe satisfacer las necesidades de la fisiología humana y proporcionar condiciones ambientales adecuadas, siendo la más crítica la provisión de gas respirable de calidad apropiada. Otras condiciones se refieren al entorno físico (presión, temperatura, luz, humedad), al entorno químico (agua potable, alimentos, desechos, toxinas) y al entorno biológico (criaturas marinas peligrosas, microorganismos, hongos marinos). Gran parte de la ciencia que cubre los hábitats subacuáticos y su tecnología diseñada para satisfacer los requisitos humanos es compartida con el buceo, las campanas de buceo, los vehículos sumergibles y submarinos, y las naves espaciales. Incorpora varios desarrollos utilizados en otras formas de tecnología subacuática.
Numerosos hábitats subacuáticos han sido diseñados, construidos y utilizados en todo el mundo desde principios de la década de 1960, ya sea por particulares o por agencias gubernamentales. Se han utilizado casi exclusivamente para la investigación y la exploración, pero en los últimos años, al menos un hábitat subacuáticos se ha destinado a la recreación y el turismo. La investigación se ha dedicado particularmente a los procesos fisiológicos y los límites de los gases respirables bajo presión, tanto para acuanautas como para el entrenamiento de astronautas y para la investigación de ecosistemas marinos.
Terminología y alcance El término hábitat subacuático se utiliza para una variedad de aplicaciones, incluyendo algunas estructuras que no están exclusivamente bajo el agua mientras están operativas, pero todas incluyen un componente subacuático significativo. Puede haber cierta superposición entre los hábitats subacuáticos y los buques sumergibles, y entre las estructuras que están completamente sumergidas y aquellas que tienen alguna parte que se extiende sobre la superficie cuando están en funcionamiento.
En 1970, G. Haux declaró: Llegados a este punto, también hay que decir que no es fácil definir con precisión el término laboratorio subacuático. Se puede discutir si la cámara de buceo de Link que se utilizó en el proyecto Man-in-Sea I puede llamarse laboratorio subacuático. Pero el Bentos 300, planeado por los soviéticos, no es tan fácil de clasificar, ya que tiene cierta capacidad de maniobra. Por lo tanto, existe la posibilidad de que este casco de buceo se clasifique en otro lugar como sumergible. Bueno, una cierta generosidad no puede hacer daño.
Comparación con las operaciones de buceo desde superficie En un hábitat subacuático, las observaciones pueden realizarse a cualquier hora para estudiar el comportamiento de organismos tanto diurnos como nocturnos. Los hábitats en aguas poco profundas pueden utilizarse para alojar a buzos procedentes de mayores profundidades durante la mayor parte de la descompresión requerida. Este principio se utilizó en el proyecto Conshelf II. Los buceos de saturación ofrecen la oportunidad de bucear con intervalos más cortos que los posibles desde la superficie, y los riesgos asociados con el buceo y las operaciones de los barcos por la noche pueden minimizarse. En el hábitat La Chalupa, el 35 % de todas las inmersiones se realizaron durante la noche. Para realizar la misma cantidad de trabajo útil buceando desde la superficie en lugar de desde La Chalupa, se habría necesitado un tiempo de descompresión estimado de ocho horas cada día.
Sin embargo, mantener un hábitat subacuático es mucho más caro y logísticamente difícil que bucear desde la superficie. También restringe el buceo a un área mucho más limitada.
Clasificación técnica y descripción Variaciones arquitectónicas 140px FlotanteEl hábitat se encuentra en el casco subacuático de una estructura flotante. En el ejemplo del SeaOrbiter, esta parte debería alcanzar una profundidad de . La ventaja de este tipo es la movilidad horizontal. La logística de seguridad también es más fácil debido al acceso inmediato a la atmósfera. 140px Pozo de acceso a la superficieSe accede al hábitat a través de un pozo que llega hasta la superficie del agua. La profundidad de inmersión es bastante limitada. Sin embargo, se puede mantener la presión atmosférica normal en el interior para que los visitantes no tengan que someterse a descompresión. Este tipo se utiliza generalmente en la costa, como el restaurante subacuático Ithaa en las Maldivas o Red Sea Star (cerrado en 2012) en Eilat (Israel). 140px SemiautónomoSolo se puede acceder a los hábitats de este tipo mediante buceo, pero la energía y el gas respirable son suministrados por un cable umbilical. La mayoría de las estaciones son de este tipo, como Aquarius, SEALAB I y II y Helgoland. 140px AutónomoLa estación tiene sus propias reservas de energía y gas respirable y es capaz de maniobrar (al menos en dirección vertical). Este tipo es similar a los submarinos o a los trajes de buceo atmosférico, pero evita la separación ambiental completa. Ejemplos de este tipo incluyen Conshelf III y . La presión atmosférica es una preocupación de seguridad crítica en todo momento.
Modos de presión Los hábitats subacuáticos están diseñados para operar en dos modos fundamentales. Abierto a la presión ambiental a través de una piscina lunar, lo que significa que la presión del aire dentro del hábitat es igual a la presión submarina al mismo nivel, como SEALAB. Esto facilita la entrada y salida, ya que no hay barrera física más allá de la superficie del agua de la piscina lunar. Vivir en hábitats de presión ambiental es una forma de buceo de saturación y el regreso a la superficie requerirá la descompresión adecuada. Cerrado al mar mediante escotillas, con presión de aire interna inferior a la presión ambiental e igual o más cercana a la presión atmosférica; la entrada o salida al mar requiere pasar por escotillas y una esclusa. Puede ser necesaria la descompresión al entrar al hábitat después de una inmersión. Esto se haría en la esclusa.
Un tercer tipo, o tipo compuesto, tiene compartimentos de ambas clases dentro de la misma estructura del hábitat y conectados a través de esclusas, como Aquarius.
Componentes
Excursiones Una excursión es una visita al entorno exterior al hábitat. Las excursiones de buceo se pueden realizar con escafandra autónoma o suministro umbilical, estando limitadas hacia arriba por las exigencias de descompresión durante la excursión y hacia abajo por las exigencias de descompresión al regresar de la misma.
La escafándra autónoma de circuito abierto o tiene la ventaja de la movilidad, pero es fundamental para la seguridad de un buceador de saturación poder regresar al hábitat, ya que salir a la superficie directamente desde la saturación probablemente cause una enfermedad por descompresión grave y posiblemente mortal. Por esta razón, en la mayoría de los programas, se instalan señales y cables guía alrededor del hábitat para evitar que los buzos se pierdan.
Los umbilicales o mangueras de aire son más seguros, ya que el suministro de gas respirable es ilimitado y la manguera sirve como guía de vuelta al hábitat, pero restringen la libertad de movimiento y pueden enredarse.
La extensión horizontal de las excursiones está limitada por el suministro de aire de la escafandra o la longitud del umbilical. La distancia por encima y por debajo del nivel del hábitat también está limitada y depende de la profundidad del hábitat y de la saturación asociada de los buzos. El volumen del entorno subacuático disponible para excursiones adopta así la forma de un cilindro de eje vertical centrado en el hábitat.
Como ejemplo, en el programa Tektite I, el hábitat estaba ubicado a una profundidad de . Las excursiones estaban limitadas verticalmente a una profundidad de ( por encima del hábitat) y ( por debajo del nivel del hábitat) y estaban limitadas horizontalmente a una distancia de del hábitat.
Historia La historia de los hábitats subacuáticos sigue al desarrollo previo de las campanas de buceo y los pozos de cimentación, y dado que la exposición prolongada a un entorno hiperbárico resulta en la saturación de los tejidos corporales con los gases inertes ambientales, también está estrechamente relacionada con la historia del buceo de saturación. La inspiración original para el desarrollo de los hábitats subacuáticos fue el trabajo de George F. Bond, quien investigó los efectos fisiológicos y médicos de la saturación hiperbárica en el Proyecto Genesis entre 1957 y 1963.
Edwin Albert Link inició el proyecto Man-in-the-Sea en 1962, que expuso a buzos a condiciones hiperbáricas bajo el agua en una cámara de buceo, culminando con el primer acuanauta, Robert Sténuit, pasando más de a una profundidad de .
También inspirado por Genesis, Jacques-Yves Cousteau llevó a cabo el primer proyecto Conshelf en Francia en 1962, donde dos buzos pasaron una semana a una profundidad de , seguido en 1963 por Conshelf II a durante un mes y a durante dos semanas.
En junio de 1964, Robert Sténuit y Jon Lindberg pasaron a en el proyecto Man-in-the-Sea II de Link. El hábitat era una estructura inflable llamada SPID.
A esto le siguió una serie de hábitats subacuáticos donde las personas permanecieron durante varias semanas a grandes profundidades. SEALAB II tenía un área utilizable de y se utilizó a una profundidad de más de . Varios países construyeron sus propios hábitats casi al mismo tiempo y en su mayoría comenzaron a experimentar en aguas poco profundas. En Conshelf III, seis acuanautas vivieron durante varias semanas a una profundidad de . En Alemania, el UWL Helgoland (; Laboratorio Subacuático) fue el primer hábitat utilizado en agua fría, mientras que las estaciones Tektite eran más espaciosas y técnicamente más avanzadas. El proyecto más ambicioso fue SEALAB III, una reconstrucción de SEALAB II, que debía operar a . Cuando uno de los buzos murió en la fase preparatoria debido a un error humano, todos los proyectos similares de la Marina de los Estados Unidos fueron cancelados. Internacionalmente, excepto por el Laboratorio de Investigación La Chalupa, los proyectos a gran escala se llevaron a cabo, pero no se ampliaron, por lo que los hábitats posteriores fueron más pequeños y diseñados para profundidades menores. La carrera por mayores profundidades, misiones más largas y avances técnicos parecía haber llegado a su fin.
Por razones como la falta de movilidad, la falta de autosuficiencia, el cambio de enfoque hacia los viajes espaciales y la transición a sistemas de saturación basados en superficie, el interés en los hábitats subacuáticos disminuyó, lo que resultó en una disminución notable de los proyectos importantes después de 1970. A mediados de la década de 1980, se construyó el hábitat Aquarius al estilo de SEALAB y Helgoland y todavía está en funcionamiento hoy en día.
Hábitats subacuáticos históricos Man-in-the-Sea I y II thumb|upright=0.7|Man-in-the-Sea I, un hábitat mínimo.