Riscuri de scufundări - Presiune, adâncime și consecințe

2024 Autor: Cyrus Reynolds | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-09 02:30

Cum se schimbă presiunea sub apă și cum afectează schimbările de presiune aspecte ale scufundărilor, cum ar fi egalizarea, flotabilitatea, timpul de fund și riscul de boală de decompresie? Examinați elementele fundamentale ale sub presiune și scufundări și descoperiți un concept pe care nimeni nu ni l-a spus în timpul cursului nostru de apă deschisă: că presiunea se schimbă mai rapid cu cât un scafandru este mai aproape de suprafață.

Noțiunile de bază

Aerul are greutate

Da, aerul are de fapt greutate. Greutatea aerului exercită presiune asupra corpului tău - aproximativ 14,7 psi (lire pe un inch pătrat). Această cantitate de presiune se numește o atmosferă de presiune deoarece este cantitatea de presiune pe care o exercită atmosfera pământului. Majoritatea măsurătorilor de presiune în scufundări sunt date în unități de atmosferă sau ATA.

Presiunea crește cu adâncime

Greutatea apei deasupra unui scafandru exercită presiune asupra corpului acestuia. Cu cât un scafandru coboară mai adânc, cu atât are mai multă apă deasupra lor și cu atât exercită mai multă presiune asupra corpului lor. Presiunea pe care o experimentează un scafandru la o anumită adâncime este suma tuturor presiunilor de deasupra lor, atât din apă, cât și din aer.

La fiecare 33 de picioare de apă sărată=1 ATA de presiune

Presiunea pe care o experimentează un scafandru=presiunea apei + 1 ATA (din atmosferă)

Presiune totală la adâncimi standard

Adâncime / Presiune atmosferică + Presiunea apei=Presiune totală

0 picioare / 1 ATA + 0 ATA=1 ATA

15 picioare / 1 ATA + 0,45 ATA=1,45 ATA

33 picioare / 1 ATA + 1 ATA=2 ATA

40 de picioare / 1 ATA + 1,21 ATA=2,2 ATA

66 picioare / 1 ATA + 2 ATA=3 ATA

99 picioare / 1 ATA + 3 ATA=4 ATA

_{acest lucru este valabil numai pentru apa sărată la nivelul mării}

Presiunea apei comprimă aerul

Aerul din spațiile de aer din corpul unui scafandru și echipamentul de scufundare se vor comprima pe măsură ce presiunea crește (și se va extinde pe măsură ce presiunea scade). Comprese de aer conform Legii lui Boyle.

Legea lui Boyle: Volumul aerului=1/ Presiune

Nu ești o persoană la matematică? Aceasta înseamnă că, cu cât mergi mai adânc, cu atât mai mult aer se comprimă. Pentru a afla cât, faceți o fracțiune de 1 peste presiune. Dacă presiunea este de 2 ATA, atunci volumul aerului comprimat este ½ din dimensiunea inițială la suprafață.

Presiunea afectează multe aspecte ale scufundărilor

Acum că înțelegeți elementele de bază, să vedem cum presiunea afectează patru aspecte de bază ale scufundărilor.

Egalizare

Pe măsură ce un scafandru coboară, creșterea presiunii face ca aerul din spațiile de aer ale corpului să se comprima. Spațiile de aer din urechile lor, mască și plămâni devin ca niște aspiratoare, deoarece aerul comprimat creează o presiune negativă. Membranele delicate, precum timpanul, pot fi aspirate în aceste spații de aer, provocând durere și răni. Acesta este unul dintre motivele pentru care un scafandru trebuie să-și egaleze urechile pentru scufundări.

La ascensiune, se întâmplă invers. Scăderea presiunii face ca aerul din spațiile de aer ale unui scafandru să se extindă. Spațiile de aer din urechile și plămânii lor experimentează o presiune pozitivă pe măsură ce devin excesiv de aer, ducând la barotraumă pulmonară sau la un bloc invers. În cel mai rău caz, acest lucru ar putea sparge plămânii sau timpanele unui scafandru.

Pentru a evita o leziune cauzată de presiune (cum ar fi o barotraumă a urechii), un scafandru trebuie să egalizeze presiunea din spațiile de aer ale corpului cu presiunea din jurul său.

Pentru a-și egaliza spațiile aeriene pe coborâreun scafandru adaugă aer în spațiile lor aeriene ale corpului pentru a contracara efectul de „vid” cu

• respirând în mod normal, acest lucru adaugă aer în plămânii lor de fiecare dată când inspiră
• adăugând aer la mască prin expirarea nasului
• adăugând aer în urechi și sinusuri folosind una dintre mai multe tehnici de egalizare a urechii

Pentru a-și egaliza spațiile de aer pe ascensiuneun scafandru eliberează aer din spațiile de aer ale corpului, astfel încât acestea să nu devină prea pline de

• respirând în mod normal, acest lucru eliberează aer suplimentar din plămâni de fiecare dată când expiră
• urcând lent și permițând aerului suplimentar din urechi, sinusuri și mască să-și iasă de la sine

Flotabilitate

Scafandrii își controlează flotabilitatea (indiferent dacă se scufundă, plutesc în sus sau rămân „plutibili neutru” fără să plutească sau să se scufunde) prin ajustarea volumului pulmonar și a compensatorului de flotabilitate (BCD).

Pe măsură ce un scafandru coboară, presiunea crescută face ca aerul din BCD și costumul de neopren (există bule mici prinse în neopren)comprima. Ele devin plutitoare negativ (se scufundă). Pe măsură ce se scufundă, aerul din echipamentul lor de scufundare se comprimă mai mult și se scufundă mai repede. Dacă nu adaugă aer în BCD-ul lui pentru a compensa flotabilitatea lor din ce în ce mai negativă, un scafandru se poate găsi rapid luptând o coborâre necontrolată.

În scenariul opus, pe măsură ce un scafandru urcă, aerul din BCD și costumul lor de neopină se extinde. Aerul în expansiune îl face pe scafandru să plutească pozitiv și încep să plutească în sus. Pe măsură ce plutesc spre suprafață, presiunea ambientală scade și aerul din echipamentul lor de scufundare continuă să se extindă. Un scafandru trebuie să aerisească în mod continuu aerul din BCD în timpul ascensiunii sau riscă o ascensiune necontrolată și rapidă (unul dintre cele mai periculoase lucruri pe care le poate face un scafandru).

Un scafandru trebuie să adauge aer în BCD pe măsură ce coboară și să elibereze aer din BCD pe măsură ce urcă. Acest lucru poate părea contraintuitiv până când un scafandru înțelege modul în care schimbările de presiune afectează flotabilitatea.

Bottom Times

Timpul de jos se referă la perioada de timp pe care un scafandru poate sta sub apă înainte de a începe ascensiunea. Presiunea ambientală afectează timpul de fund în două moduri importante.

Consumul crescut de aer reduce timpii de fund

Aerul pe care un scafandru îl respiră este comprimat de presiunea din jur. Dacă un scafandru coboară la 33 de picioare, sau 2 ATA de presiune, aerul pe care îl respiră este comprimat la jumătate din volumul său inițial. De fiecare dată când scafandru inhalează, este nevoie de de două ori mai mult aer pentru a-și umple plămânii decât la suprafață. Acest scafandru își va folosi aerul de două ori mai repede (sau în jumătate din timp) decâtar fi la suprafață. Un scafandru își va folosi aerul disponibil mai repede cu cât se adâncește mai mult.

Absorbția crescută de azot reduce timpii de fund

Cu cât presiunea ambientală este mai mare, cu atât țesuturile corpului unui scafandru vor absorbi mai repede azotul. Fără a intra în detalii, un scafandru poate permite țesuturilor sale doar o anumită cantitate de absorbție de azot înainte de a începe ascensiunea sau riscă inacceptabil să se îmbolnăvească de decompresie fără opriri obligatorii de decompresie. Cu cât un scafandru merge mai adânc, cu atât are mai puțin timp înainte ca țesuturile să absoarbă cantitatea maximă permisă de azot.

Deoarece presiunea devine mai mare odată cu adâncimea, atât ratele de consum de aer, cât și absorbția de azot cresc cu cât un scafandru merge mai adânc. Unul dintre acești doi factori va limita timpul de fund al unui scafandru.

Modificările rapide ale presiunii pot provoca boală de decompresie (îndoirile)

Presiunea crescută sub apă face ca țesuturile corpului unui scafandru să absoarbă mai mult azot decât ar conține în mod normal la suprafață. Dacă un scafandru urcă încet, acest gaz de azot se extinde puțin câte puțin, iar excesul de azot este eliminat în siguranță din țesuturile și sângele scafandrului și eliberat din corpul lor atunci când expiră.

Cu toate acestea, organismul poate elimina azotul doar atât de repede. Cu cât un scafandru urcă mai repede, cu atât azotul se extinde mai repede și trebuie îndepărtat din țesuturi. Dacă un scafandru trece printr-o schimbare prea mare de presiune prea repede, corpul său nu poate elimina tot azotul în expansiune, iar excesul de azot formează bule în țesuturi și sânge.

Aceste bule de azot pot provoca boala de decompresie (DCS) prin blocarea fluxului de sânge către diferite părți ale corpului, provocând accidente vasculare cerebrale, paralizii și alte probleme care pun viața în pericol. Schimbările rapide de presiune sunt una dintre cele mai frecvente cauze ale DCS.

Cele mai mari schimbări de presiune sunt cele mai aproape de suprafață

Cu cât un scafandru este mai aproape de suprafață, cu atât presiunea se schimbă mai rapid.

Schimbarea adâncimii / Schimbarea presiunii / Creșterea presiunii

66 la 99 de picioare / 3 ATA la 4 ATA / x 1,33

33 la 66 de picioare / 2 ATA la 3 ATA / x 1,5

0 la 33 de picioare / 1 ATA la 2 ATA / x 2,0

Uită-te la ce se întâmplă cu adevărat aproape de suprafață:

10 până la 15 picioare / 1,30 ATA până la 1,45 ATA / x 1,12

5 până la 10 picioare / 1,15 ATA până la 1,30 ATA / x 1,13

0 până la 5 picioare / 1,00 ATA până la 1,15 ATA / x 1,15

Un scafandru trebuie să compenseze schimbarea presiunii mai frecvent cu cât este mai aproape de suprafață. Cu cât adâncimea lor este mai mică:

• cu atât mai des un scafandru trebuie să-și egaleze manual urechile și masca.

• cu atât mai des un scafandru trebuie să își ajusteze flotabilitatea pentru a evita ascensiunile și coborârile necontrolate

Scafandrii trebuie să aibă grijă deosebită în timpul ultimei porțiuni a ascensiunii. Niciodată, niciodată, trage direct la suprafață după o oprire de siguranță. Ultimele 15 picioare sunt cea mai mare schimbare de presiune și trebuie luate mai încet decât restul ascensiunii.

Cele mai multe scufundări pentru începători sunt efectuate în primele 40 de picioare de apă din motive de siguranță și pentru a minimiza absorbția de azot și riscul de DCS. Acesta este așa cum ar trebuifi. Cu toate acestea, rețineți că este mai dificil pentru un scafandru să-și controleze flotabilitatea și să egaleze în ape puțin adânci decât în apă mai adâncă, deoarece schimbările de presiune sunt mai extreme!