STORIA E SVILUPPO DELL'EROGATORE A SINGOLO TUBO

STORIA E SVILUPPO DELL'EROGATORE A SINGOLO TUBO
MAURIZIO BALDINUCCI

Mentre i francesi Cousteau e Gagnan sono universalmente riconosciuti come gli inventori dell’autorespiratore moderno, nella sua versione a doppio tubo, al contrario, nella comunità degli storici e dei collezionisti non c’è un consenso unanime su colui o coloro che avrebbero inventato l’autorespiratore a tubo singolo. Questo autorespiratore, attraverso continue modifiche e miglioramenti, sarebbe diventato l’apparecchio ancora oggi più diffuso ed utilizzato dai subacquei moderni.
Le fasi di progettazione e di sviluppo dell’erogatore Cousteau-Gagnan sono ben note ed ampiamente descritte nelle opere letterarie e cinematografiche dello stesso comandante Cousteau. Per poter assistere ai primi tentativi di sviluppo di autorespiratori alternativi a doppio tubo, si sarebbe dovuto attendere almeno una decina d’anni.
Per quanto riguarda l’erogatore a singolo tubo ciò che avvenne nella realtà fu lo sviluppo di apparecchi anche molto diversi tra loro, con soluzioni più o meno originali, praticamente nello stesso periodo temporale e in varie parti del mondo. Molto spesso accadeva che l’inventore di un certo apparecchio fosse del tutto inconsapevole di quello che stavano facendo i suoi diretti concorrenti. Teniamo poi conto che nell’immediato dopoguerra e durante gli anni ’50, le comunicazioni tra le varie aree geografiche del mondo fossero molto scarse e difficili. Pertanto è assolutamente comprensibile che queste persone non conoscessero ciò che veniva progettato e sviluppato altrove, come vedremo tra breve.
Le motivazioni per le quali è difficile stabilire il vero inventore dell’erogatore a singolo tubo sono molteplici. Quelle principali sono elencate qui di seguito:

  • Gli apparecchi venivano spesso derivati da autorespiratori militari facilmente ottenibili come materiale di surplus dopo la fine della seconda guerra mondiale. Pertanto parecchi elementi dell’erogatore venivano presi direttamente da questi apparecchi militari.
  • Le modifiche di cui sopra venivano introdotte in modo artigianale e spesso venivano sviluppate parecchie versioni dell’apparecchio prima che questo dimostrasse prestazioni soddisfacenti.
  • Di queste numerose versioni artigianali non vennero prodotti né disegni tecnici né schemi o altra documentazione che potesse aiutare in seguito i ricercatori e gli storici ad identificare e datare chiaramente questi modelli.
  • In alcuni casi, anche per modelli molto importanti, non vennero mai presentate domande di brevetto.
  • La produzione di questi apparecchi durante il periodo iniziale di sviluppo, salvo casi particolari, restò limitata a decine o al massimo centinaia di esemplari. Il mercato di allora, non ancora pienamente sviluppato, era già fortemente dominato dalla produzione dell’erogatore a doppio tubo tipo Cousteau-Gagnan, con aziende molto forti commercialmente come La Spirotechnique in Europa e la controllata U.S. Divers negli USA. Queste aziende contrastavano fortemente e a volte impedivano la distribuzione di prodotti concorrenti.
  • Fino agli inizi degli anni ’60 le prestazioni di questi apparecchi a singolo tubo non furono quasi mai all’altezza di quelle degli erogatori a doppio tubo. In alcuni casi, la distribuzione di modelli a singolo tubo si rivelò essere un vero e proprio “flop” con spesso la necessità di ritirare gli apparecchi dal mercato poco tempo dopo l’inizio della loro fase di commercializzazione. La loro diffusione restò quindi molto limitata e a volte ristretta a poche versioni semi-prototipali. Salvo casi particolari, la motivazione principale che induceva i vari progettisti a lavorare su questa configurazione di autorespiratore era quella di proporre sul mercato una soluzione che, pur avendo prestazioni accettabili ma non necessariamente comparabili con quelle dei modelli a doppio tubo, fosse molto più economica e quindi molto più appetibile per gli utenti di quel periodo.
  • Alcuni autorespiratori a singolo tubo sviluppati in quegli anni avevano un singolo stadio di riduzione della pressione che comprendeva anche un meccanismo di erogazione a domanda. Di conseguenza il singolo tubo dell’erogatore era un tubo corrugato delle stesse dimensioni e caratteristiche di quelli montati sugli apparecchi a doppio tubo. In certi casi il corrugato era collegato ad una maschera granfacciale dotata di valvola di scarico dell’aria espirata. Tali configurazioni, nettamente diverse dallo standard dell’erogatore a singolo tubo che si sarebbe poi affermato negli anni successivi (primo stadio di riduzione della pressione ad un valore intermedio, secondo stadio con meccanismo di erogazione a domanda e dotato di boccaglio e di valvola di scarico e tubo di piccola sezione che collega i due stadi) a volte non sono state prese in considerazione dai ricercatori come rappresentative dello sviluppo di questo apparecchio.

Pur con tutte le difficoltà di identificazione qui sopra illustrate, è comunque possibile definire una breve cronistoria di quelli che furono gli eventi, gli apparecchi e i personaggi principali in qualche modo collegati allo sviluppo di questo tipo di erogatore. Saranno i lettori a decidere, sulla base della loro esperienza e della loro sensibilità, chi può essere indicato come vero inventore dell’erogatore a singolo tubo.
1942 – Il francese George Commeinhes inizia a produrre l’autorespiratore subacqueo chiamato “G.C.-42 Amphibie” (vedi Fig. 1 e Fig. 2). Questo apparecchio venne sviluppato a partire da un autorespiratore per soccorso in miniera e per protezione delle squadre antincendio brevettato dal padre René nel 1935. La versione di produzione era costituita da due bombole in acciaio montate all’interno di una apposita carenatura in lega leggera fornita di imbragatura, una rubinetteria, un riduttore di pressione con membrana di equilibrio montato sulla rubinetteria, un tubo corrugato ed una maschera granfacciale in gomma, provvista di una valvola di scarico pre-tarata.
Lo stesso Commeinhes, nell’ambito di una immersione dimostrativa, con questo apparecchio raggiunse la profondità di 53 metri. L’autorespiratore G.C.-42 fu adottato anche dalla Marina Francese.
Purtroppo l’inventore, che faceva parte dell’equipaggio di un carro armato, restò ucciso durante la battaglia per la liberazione di Strasburgo (1944)
L’azienda di famiglia continuò la produzione di questo apparecchio per qualche anno e mise sul mercato anche un modello migliorato, il G.C.-47.

Fig.1 Fig. 2

Nello stesso anno lo svedese Victor Berge ottiene il brevetto americano U.S. 2.303.155 per un “Apparato e maschera d’immersione” (vedi Fig. 3 e Fig. 4).

Fig. 3 Fig. 4

1943 – La Ohio Rubber Company produce per la U.S. Navy un sistema di respirazione per immersioni in acque basse basato sul brevetto di Victor Berge (vedi Fig. 5 e Fig. 6).

Fig. 5 Fig. 6

Il sistema, modificato rispetto allo schema del brevetto, veniva alimentato dalla superficie mediante una pompa ad aria a bassa pressione (narghilè). Questo apparecchio, ampiamente impiegato durante la seconda guerra mondiale (vedi Fig. 7), verrà modificato artigianalmente nel primo dopoguerra da alcuni subacquei statunitensi in modo da diventare una unità SCUBA autonoma senza alcuna alimentazione dalla superficie. Tra questi subacquei c’era anche Ector Royal Cross, uno dei pionieri americani della subacquea, il quale apportò alcune modifiche al sistema U.S. Navy al fine di migliorarne le prestazioni. Queste modifiche, illustrate nella Fig.8, consistevano nell’aggiunta di un riduttore di pressione e di un bombolino di bail-out alla cintura dei pesi. In tal modo si poteva aumentare la pressione del compressore in superficie e fornire anche un sistema di alimentazione autonomo in caso di emergenza.

Fig. 7 Fig. 8

1947 – Nel numero 10 della rivista Historical Diver, edita da HDS USA, lo stesso E.R. Cross racconta di essersi trovato di fronte ad una vera e propria unità SCUBA autonoma con erogatore a singolo tubo agli inizi del 1947 sulla spiaggia di San Pedro, California. Questa attrezzatura era derivata da un respiratore ad ossigeno prelevato da un caccia militare della seconda guerra mondiale ed opportunamente modificato (vedi Fig. 9). L’apparecchio, impiegato per la pesca subacquea, era costituito da un singolo stadio con doppia funzione di riduttore di pressione e di erogatore a domanda, montato su una bombola caricata con aria compressa.  Un lungo tubo corrugato collegava questo riduttore ad un boccaglio dotato di valvola unidirezionale in ingresso. Un secondo corrugato con valvola a becco d’anatra scaricava l’aria espirata nell’ambiente esterno. Cross convinse il proprietario-inventore dell’apparecchio (di cui però non rivela il nome) a vendergli l’unità SCUBA artigianale per 50 dollari. Come ricorda Cross nell’articolo, è probabile che centinaia di unità di questo tipo siano state modificate artigianalmente, partendo da respiratori ad ossigeno per aerei militari disponibili in quantità e a prezzi stracciati come materiale militare in surplus, ed impiegate principalmente per la pesca subacquea. Anche uno degli erogatori a doppio tubo prodotti in quagli anni negli USA, il raro Sea Horse costruito dalla Dive-Craft Industries di Pittsburgh PA (vedi Fig. 10), era sviluppato a partire da sistemi di diluizione-respirazione ad ossigeno per aerei militari.

Fig. 9 Fig. 10

Del resto negli USA, nei primi anni ’50, la costruzione artigianale in proprio degli autorespiratori per uso subacqueo, non soltanto era tollerata ma anzi incoraggiata da più parti. Addirittura nell’edizione del Luglio 1953 della rivista “Popular Science” era uscito il famoso articolo “Build Your Own Diving Lung” (costruisciti il tuo autorespiratore subacqueo) nel quale viene illustrato tutto il procedimento per ottenere un autorespiratore subacqueo partendo da un respiratore ad ossigeno di aerei militari, facilmente ottenibile come materiale in surplus nei vari magazzini militari (vedi Fig. 11 e Fig. 12).

Fig. 11 Fig. 12

Entro la fine del 1947 Cross modifica l’autorespiratore acquistato per 50 dollari spostando il riduttore di pressione sulla cintura di zavorra e sostituendo il boccaglio con una maschera granfacciale (vedi Fig. 13).

Fig. 13 Fig. 14 

1949Cross continua a provare varie modifiche e soluzioni finché giunge ad una configurazione finale di questo autorespiratore che sarà poi quella che immetterà sul mercato a partire da questo anno e fino al 1953 con il nome “Sport Diver”. Gli stadi di riduzione diventano due: un primo stadio di riduzione della pressione, molto semplice e robusto, montato sulla bombola ed un secondo stadio con boccaglio incorporato e valvola di scarico a becco d’anatra e con valvola a domanda di tipo “downstream” (vedi Fig. 14).
La pressione intermedia tra primo e secondo stadio sarebbe comunque rimasta molto più bassa di quella degli erogatori dei nostri giorni (meno di 1 bar contro i 9/10 bar degli erogatori moderni) e quindi il tubo di collegamento sarebbe rimasto con sezione pari a quella degli erogatori a doppio tubo e di tipo corrugato (vedi Fig. 15). Questa configurazione era di fatto identica a quella definitiva che si sarebbe poi affermata negli anni successivi. Nella versione finale, la pressione intermedia venne leggermente aumentata potendo così sostituire il tubo corrugato di collegamento tra i due stadi con un tubo di sezione più piccola (vedi Fig. 16).

Fig. 15 Fig. 16

L’elemento portante del progetto di E. R. Cross era quello di costruire un autorespiratore semplice, affidabile e, soprattutto, a costi molto inferiori rispetto a quelli del modello che iniziava a dominare il mercato in quegli anni e cioè l’Aqualung della U.S. Divers. Come si può notare dalla Fig. 15, un autorespiratore completo Sport Diver si poteva acquistare per poco meno di 80 dollari mentre un Aqualung completo con la medesima configurazione costava 150 dollari (vedi catalogo U.S. Divers del 1953). In tutto vennero venduti circa 1000 autorespiratori Sport Diver fino al 1953 quando Cross decide di interrompere la produzione di questo apparecchio per la difficoltà di reperire le bombole subacquee (all’epoca non esistevano industrie negli USA che le costruivano e pertanto queste dovevano essere recuperate da altre applicazioni) e per altri impegni all’epoca sopraggiunti. Di fatto in Europa questo autorespiratore è restato sconosciuto per decenni.

1950 – Inconsapevole degli sviluppi che si stavano registrando a livello semiartigianale negli USA su questo tipo di apparecchio, l’australiano Ted Eldred progetta autonomamente un autorespiratore a doppio stadio e singolo tubo, sulla base di severe specifiche tecniche ricevute dalla Marina Australiana. Questo apparecchio venne registrato con il nome “Porpoise” (Focena). L’intento principale di questo progetto era quello di creare un autorespiratore che non soltanto evitasse di violare il brevetto originale del modello Cousteau-Gagnan ma, soprattutto, avesse prestazioni superiori. Visto che il potenziale cliente di riferimento per Eldred restò per anni la Marina Australiana, il progetto non aveva tra gli obiettivi principali quello di ridurre i costi di produzione, ed infatti questo apparecchio fu universalmente riconosciuto essere molto curato tecnicamente e di elevate qualità costruttive nonché con prestazioni notevolmente superiori rispetto ai vari modelli a doppio tubo prodotti in quegli anni da La Spirotechnique. Curiosamente, sia Cross che Eldred non brevettarono mai i loro progetti. Entrambi giustificarono questa scelta con la mancanza di fondi, con lo scarso interesse che il mercato sembrava attribuire alle loro invenzioni in quel periodo e per il timore di doversi poi confrontare in eventuali battaglie legali con colossi come la U.S. Divers negli USA e con La Spirotechnique nel resto del mondo.

1952Ted Eldred fonda la società Breathing Appliance Company con sede a Melbourne ed inizia la produzione e la vendità del Porpoise, principalmente alla Marina Australiana (vedi Fig. 17 e Fig. 18).

Fig. 17 Fig. 18

Contemporaneamente, Emile Gagnan, dal suo laboratorio-ufficio in Canada, a Montreal, reagisce immediatamente all’attacco commerciale sul mercato nordamericano costituito dall’estremamente economico Sport Diver e deposita il brevetto n° 2.747.572 (vedi Fig. 19 e Fig. 20) sulla base del quale sarebbe stato poi sviluppato il primo modello a singolo tubo prodotto dalla U. S. Divers, l’Aqua-Matic (vedi Fig. 21). Questo modello tuttavia non entrò in produzione prima del 1957 e avrà un meccanismo di azionamento della valvola del secondo stadio completamente diverso da quello presentato nel brevetto (vedi Fig. 22).

Fig. 19 Fig. 20
Fig. 21 Fig. 22

Purtroppo le prestazioni e l’affidabilità di questo erogatore furono molto scarse e la U.S. Divers dovette interromperne la produzione dopo pochi anni.
Praticamente, in contemporanea e senza essere consapevoli di questi sviluppi negli USA e in Australia, i marsigliesi Jean Armand Luis Bronnec e Raymond Maurice Gautier, dopo aver costituito la società Cristal, iniziano a produrre l’erogatore a singolo tubo “Explor” (vedi Fig. 23 e Fig. 24).

Fig. 23 Fig. 24

Benché messo in produzione alla fine del 1952, la domanda di brevetto per questo modello fu presentata soltanto nel 1955 ed il brevetto francese concesso nel 1956.
Il tentativo di distribuzione, addirittura sul proprio territorio, di un prodotto concorrente, fu considerato inaccettabile dal potente gruppo francese Air Liquide, proprietario de La Spirotechnique, la quale si sentiva assolutamente padrona di quel mercato. Ne seguì una causa legale per presunta violazione di uno dei brevetti Cousteau-Gagnan che però, stranamente, vide la vittoria dei due inventori marsigliesi. Non potendo avere ragione in tribunale della minaccia costituita dal Cristal Explor, La Spirotechnique convinse Bronnec e Gautier a cederle il brevetto. La produzione di questo modello cessò definitivamente nel 1964.

1954 – Anche in Germania si osservano sviluppi in questo settore. In questo caso l’azienda più attiva è la Draeger di Lubecca, la quale mette sul mercato lo strano erogatore denominato “Dolphin II” (vedi Fig. 25 e Fig. 26), più come risposta economica al CG-45 Cousteau-Gagnan che come vero contributo allo sviluppo dell’autorespiratore a singolo tubo. Non a caso questo modello viene spesso annoverato dai collezionisti tra i modelli a doppio tubo. Si trattava di un erogatore monostadio con un unico corrugato provvisto di boccaglio ad una estremità e valvola di scarico montata nel corpo principale dell’erogatore. Caso forse unico nel suo genere, si trattava di un erogatore con flusso di tipo “pendolare” e cioè l’aria inspirata e l’aria espirata percorrevano in senso contrario lo stesso tubo corrugato, come nei famosi ARO pendolari di produzione italiana.

Fig. 25 Fig. 26

Nello stesso periodo negli USA altri costruttori si fecero avanti con nuove idee e soluzioni, non tanto per competere con lo Sport Diver, erogatore che aveva acquistato poca visibilità ed importanza, prevalentemente a causa della sua limitatissima produzione, ma soprattutto per contendere quote di mercato all’Aqualung.
Uno dei tentativi più importanti in tal senso fu quello della «Scott Aviation», azienda dell’Ohio fondata dal canadese Earl Scott, che propose, a partire dal 1954, l’erogatore a singolo tubo denominato «Hydro-Pack». Questo apparecchio era costituito da una bombola con rubinetteria montata verso il basso e relativa imbragatura, da un primo stadio con regolazione esterna della pressione intermedia e da una maschera granfacciale provvista di un secondo riduttore di pressione con meccanismo di erogazione a domanda e di una valvola di scarico per l’aria espirata (vedi Fig. 27 e Fig. 28). Era un dispositivo molto apprezzato per la qualità dei materiali (di livello aeronautico) e per le prestazioni, ma ebbe diffusione limitata a causa dell’alto prezzo di acquisto. Restava comunque il problema della compensazione delle orecchie che poteva essere risolto impiegando mollette stringinaso.

1955 – Anche se in Italia i costruttori locali partirono con un certo ritardo nello sviluppo di questo tipo di apparecchio, a metà degli anni ’50 si concretizzarono alcuni tentativi, di certo originali dal punto di vista tecnico, ma purtroppo di scarso successo dal punto di vista dei risultati commerciali e dei numeri di vendita. Un apparecchio degno di nota fu sicuramente il modello “Tricheco” prodotto dalla Pirelli (vedi Fig. 29 e Fig. 30). Si trattava di un autorespiratore a singolo tubo con primo stadio di riduzione di forma cilindrica montato a fianco della bombola e di una maschera granfacciale che incorporava il dispositivo di erogazione, un aereatore ripiegabile da usare in superficie e il sistema di scarico dell’aria sagomato a forma di “zanne di tricheco” da cui il nome.

Fig. 27 Fig. 28

L’estrema rarità di questo autorespiratore tra i collezionisti e presso i musei ne testimonia il numero ridottissimo di esemplari costruiti. Fu però, di fatto, il primo autorespiratore a singolo tubo progettato e costruito in Italia.

Fig. 29 Fig. 30

1956 – Negli USA, dopo l’esperienza dello Sport Diver di E.R. Cross, altri costruttori decisero di sviluppare soluzioni simili, magari con livelli qualitativi e prestazionali superiori. Uno di questi fu la Rose Aviation Inc. di Aurora, Ohio la quale fondò la divisione Rose-Scuba e produsse il modello a singolo tubo denominato “Model 56 Pro” (vedi Fig. 31). Da questo momento in poi la configurazione tecnica si assesta in: primo stadio riduttore di pressione montato sulla rubinetteria della bombola e secondo stadio con valvola di erogazione, boccaglio e sistema di scarico dell’aria espirata. L’erogatore subì varie evoluzioni nel corso degli anni. Il primo modello restò in produzione soltanto nel 1956; il secondo modello, identificato come «Pro Custom» fu prodotto dal 1957 al 1960 (vedi Fig. 32); il terzo ed ultimo modello, commercializzato come «Pro Super», venne prodotto nel 1961 e nel 1962. Il primo stadio, di tipo non compensato, era a membrana ed includeva una valvola di massima pressione necessaria per poter lavorare in sicurezza con la valvola di erogazione del secondo stadio a spillo di tipo «upstream». Il corpo del secondo stadio era in materiale plastico e comprendeva una membrana frontale per l’azionamento della valvola di erogazione a spillo e una membrana di scarico laterale per l’aria espirata. Lo stesso principio costruttivo venne riprese qualche anno dopo dalla Nemrod con il modello «Snark II».

Fig. 31 Fig. 32

1958 – Anche nella fredda Svezia ci si accorge di questo nuovo mercato che sta nascendo e, tra le prime realtà industriali che si propongono c’è la Poseidon, azienda fondata da Ingvar Elvström nel 1958. Nello stesso anno di inizio delle attività produttive viene presentato l’erogatore “Cyclon” (vedi Fig. 33 e Fig. 34), modello che ebbe un notevole successo commerciale, soprattutto nella subacquea professionale, essendo sinonimo di elevate prestazioni e grande robustezza.
Incredibilmente questo modello, dopo aver subito miglioramenti continui nel corso degli anni, è tuttora in produzione. Caratteristiche peculiari del progetto del secondo stadio sono il collegamento meccanico membrana-valvola e la membrana composita che funge anche da valvola di scarico. Anche il primo stadio bilanciato a membrana contribuì al successo di questo erogatore e fu impiegato successivamente anche su altri modelli della Poseidon (es. Jet Stream Odin).
Concludiamo la carrellata dei vari apparecchi a singolo tubo messi sul mercato prima della fine degli anni ’50 ancora con un modello tutto italiano: il famoso PirelliExplorer” inventato e brevettato dal medico, nonché corallaro e primatista d’immersione, Alberto Novelli e da Pietro Buggiani, tecnico dell’Italsider di Napoli.

Fig. 33 Fig. 34

Questo autorespiratore, la cui domanda di brevetto risale alla fine del 1958, sarebbe stato prodotto in tre versioni: lo “Standard” (vedi Fig. 35), il “Maior” (che sarebbe rimasto al livello di pre-serie ed il “Minor” (vedi Fig. 36). Naturalmente questi apparecchi avevano anche un sistema di recupero parziale dell’aria espirata ma, dal punto di vista costruttivo, erano di fatto erogatori a singolo tubo. Proprio per la scarsità di informazioni provenienti da altre aree del mondo, in quegli anni molti subacquei italiani erano convinti che l’Explorer fosse di fatto il primo erogatore a tubo singolo mai prodotto a livello mondiale.

Fig. 35 Fig. 36

1960La Spirotechnique acquista da Ted Eldred la Breathing Appliance Company e rileva anche tutti i clienti che il Porpoise aveva acquisito nel corso degli anni (principalmente la Marina Australiana).
Siamo così arrivati agli inizi degli anni ’60 e, da questo momento in avanti, gli erogatori a singolo tubo abbandonano definitivamente la loro fase embrionale di sviluppo, caratterizzata da numerose varianti e soluzioni tecniche, ma anche da scarsi risultati in termini di prestazioni e di successo commerciale, ed entrano nella fase di piena maturità nella quale, per la prima volta, si pongono come seri antagonisti al dominio degli autorespiratori a doppio tubo. Le loro prestazioni diventano anche superiori rispetto a quelle degli apparecchi a doppio tubo e i loro costi di produzione decisamente inferiori. Ed infatti, dall’inizio degli anni ’60 in poi questi ultimi cominceranno gradualmente ma inesorabilmente a perdere terreno nei confronti dei primi, fino ad uscire definitivamente dalla produzione (salvo casi particolari) entro la prima metà degli anni ’70.

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