Rủi ro khi Lặn bằng bình dưỡng khí - Áp suất, Độ sâu và Hậu quả

2024 Tác giả: Cyrus Reynolds | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-09 13:40

Sự thay đổi áp suất dưới nước và sự thay đổi áp suất ảnh hưởng như thế nào đến các khía cạnh của hoạt động lặn biển như cân bằng, độ nổi, thời gian ở đáy và nguy cơ mắc bệnh giảm áp? Xem lại các nguyên tắc cơ bản về áp suất và lặn với bình dưỡng khí, đồng thời khám phá một khái niệm mà không ai nói với chúng tôi trong quá trình bơi ngoài trời của chúng tôi: áp suất thay đổi nhanh hơn khi thợ lặn ở gần bề mặt.

Những điều cơ bản

Không khí Có Trọng lượng

Vâng, không khí thực sự có trọng lượng. Trọng lượng của không khí tạo áp lực lên cơ thể bạn - khoảng 14,7 psi (pound trên một inch vuông). Lượng áp suất này được gọi là một bầu khí quyển vì nó là lượng áp suất mà bầu khí quyển của trái đất tạo ra. Hầu hết các phép đo áp suất trong môn lặn với bình dưỡng khí được tính theo đơn vị khí quyển hoặc ATA.

Áp suất tăng theo độ sâu

Trọng lượng của nước phía trên người thợ lặn tạo áp lực lên cơ thể của họ. Người lặn càng xuống sâu, họ càng có nhiều nước phía trên và áp lực lên cơ thể họ càng nhiều. Áp lực mà người thợ lặn phải chịu ở một độ sâu nhất định là tổng của tất cả các áp lực bên trên họ, cả từ nước và không khí.

Cứ 33 feet nước muối=1 ATA áp suất

Áp suất mà thợ lặn phải trải qua=áp suất nước + 1 ATA (từ khí quyển)

Tổng áp suất ở độ sâu tiêu chuẩn

Độ sâu / Áp suất khí quyển + Áp suất nước=Tổng áp suất

0 feet / 1 ATA + 0 ATA=1 ATA

15 feet / 1 ATA + 0,45 ATA=1.45 ATA

33 feet / 1 ATA + 1 ATA=2 ATA

40 feet / 1 ATA + 1.21 ATA=2.2 ATA

66 feet / 1 ATA + 2 ATA=3 ATA

99 feet / 1 ATA + 3 ATA=4 ATA

_{chỉ dành cho nước mặn ở mực nước biển}

Áp suất nước nén khí

Không khí trong khoang không khí trên cơ thể người thợ lặn và thiết bị lặn sẽ nén khi áp suất tăng (và giãn ra khi áp suất giảm). Không khí nén theo Định luật Boyle.

Định luật Boyle: Thể tích không khí=1 / Áp suất

Không phải dân toán? Điều này có nghĩa là càng xuống sâu, lượng khí nén càng nhiều. Để biết áp suất, hãy tạo một phần bằng 1 so với áp suất. Nếu áp suất là 2 ATA, thì thể tích của khí nén bằng ½ kích thước ban đầu của nó ở bề mặt.

Áp suất ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của việc lặn

Bây giờ bạn đã hiểu những điều cơ bản, hãy xem áp suất ảnh hưởng như thế nào đến bốn khía cạnh cơ bản của lặn.

Cân bằng

Khi một người lặn xuống, áp suất tăng lên khiến không khí trong các khoang chứa khí của cơ thể họ bị nén lại. Không gian không khí trong tai, mặt nạ và phổi của họ trở thành những khoảng trống khi không khí nén tạo ra áp suất âm. Các màng mỏng manh, giống như màng trống tai, có thể bị hút vào không gian không khí của chúng, gây đau và chấn thương. Đây là một trong những lý do mà thợ lặn phải cân bằng tai của họ để lặn với bình dưỡng khí.

Khi đi lên, điều ngược lại sẽ xảy ra. Áp suất giảm làm cho không khí trong khoang không khí của thợ lặn nở ra. Không gian không khí trong tai và phổi của họ chịu một áp suất dương khi chúng trở nên quá tải không khí, dẫn đến chấn thương phổi hoặc tắc ngược. Trong trường hợp xấu nhất, điều này có thể làm vỡ phổi hoặc màng nhĩ của thợ lặn.

Để tránh chấn thương liên quan đến áp suất (chẳng hạn như chấn thương ở tai), thợ lặn phải cân bằng áp suất trong không gian không khí của cơ thể với áp suất xung quanh.

Để cân bằng không gian của họ trên xuốngthợ lặnthêm không khívào khoảng không trên cơ thể họ để chống lại hiệu ứng "chân không" bởi

• thở bình thường, điều này bổ sung không khí vào phổi mỗi khi họ hít vào
• thêm không khí vào mặt nạ của họ bằng cách thở ra bằng mũi
• thêm không khí vào tai và xoang của họ bằng cách sử dụng một trong một số kỹ thuật cân bằng tai

Để cân bằng không gian trong không khí của họ trên đi lênthợ lặngiải phóng không khítừ các khoảng không trên cơ thể của họ để chúng không bị quá tải bởi

• thở bình thường, điều này giải phóng không khí bổ sung từ phổi của họ mỗi khi họ thở ra
• tăng dần và để không khí thừa trong tai, xoang và mặt nạ tự bong ra

Phao

Thợ lặn kiểm soát sức nổi của chúng (cho dù chúng chìm, nổi lên hay vẫn "nổi trung tính" mà không nổi hoặc chìm) bằng cách điều chỉnh thể tích phổi và bộ bù nổi (BCD).

Khi một thợ lặn đi xuống, áp suất tăng lên khiến không khí trong BCD và bộ đồ lặn của họ (có những bong bóng nhỏ bị mắc kẹt trong neoprene)nén. Chúng trở nên nổi tiêu cực (chìm). Khi chúng chìm xuống, không khí trong thiết bị lặn của chúng nén nhiều hơn và chúng chìm nhanh hơn. Nếu họ không thêm không khí vào BCD của anh ấy để bù đắp cho lực nổi ngày càng tiêu cực của họ, một thợ lặn có thể nhanh chóng nhận ra mình đang phải chiến đấu với một cuộc xuống dốc không kiểm soát.

Trong trường hợp ngược lại, khi một thợ lặn đi lên, không khí trong BCD và bộ đồ lặn của họ nở ra. Không khí giãn nở làm cho người lặn nổi một cách tích cực, và họ bắt đầu nổi lên. Khi chúng nổi lên trên mặt nước, áp suất xung quanh giảm và không khí trong thiết bị lặn của chúng tiếp tục nở ra. Một thợ lặn phải liên tục thoát khí từ BCD của họ trong quá trình đi lên hoặc họ có nguy cơ bay lên nhanh chóng không kiểm soát được (một trong những điều nguy hiểm nhất mà một thợ lặn có thể làm).

Một thợ lặn phải thêm không khí vào BCD của họ khi họ đi xuống và giải phóng không khí từ BCD của họ khi họ đi lên. Điều này có vẻ phản trực giác cho đến khi một thợ lặn hiểu được sự thay đổi áp suất ảnh hưởng đến sức nổi như thế nào.

Bottom Times

Thời gian chạm đáylà khoảng thời gian người lặn có thể ở dưới nước trước khi bắt đầu đi lên. Áp suất môi trường ảnh hưởng đến thời gian ở đáy theo hai cách quan trọng.

Lượng tiêu thụ không khí tăng lên giảm thời gian đáy

Không khí mà người thợ lặn hít thở được nén lại bởi áp suất xung quanh. Nếu một thợ lặn xuống độ cao 33 feet, hoặc áp suất 2 ATA, không khí họ hít thở sẽ bị nén xuống một nửa thể tích ban đầu. Mỗi lần người thợ lặn hít vào, lượng không khí lấp đầy phổi của họ gấp đôi so với lượng không khí ở bề mặt. Người thợ lặn này sẽ sử dụng không khí của họ nhanh hơn gấp đôi (hoặc trong một nửa thời gian) so vớihọ sẽ ở bề mặt. Một thợ lặn sẽ sử dụng hết không khí sẵn có của họ nhanh hơn khi họ vào sâu hơn.

Tăng Hấp thụ Nitơ Giảm Thời gian Dưới cùng

Áp suất môi trường xung quanh càng lớn, các mô cơ thể của thợ lặn sẽ hấp thụ nitơ càng nhanh. Nếu không đi sâu vào các chi tiết cụ thể, một thợ lặn chỉ có thể cho phép các mô của họ hấp thụ một lượng nitơ nhất định trước khi bắt đầu đi lên, hoặc họ có nguy cơ mắc bệnh giảm áp không thể chấp nhận được nếu không có các điểm dừng giải nén bắt buộc. Thợ lặn càng xuống sâu, họ càng có ít thời gian trước khi các mô của họ hấp thụ lượng nitơ tối đa cho phép.

Bởi vì áp suất trở nên lớn hơn theo độ sâu, cả tỷ lệ tiêu thụ không khí và hấp thụ nitơ đều tăng khi thợ lặn xuống sâu hơn. Một trong hai yếu tố này sẽ giới hạn thời gian xuống đáy của thợ lặn.

Thay đổi áp suất nhanh có thể gây ra bệnh do suy giảm (uốn cong)

Áp suất dưới nước tăng lên khiến các mô cơ thể của thợ lặn hấp thụ nhiều khí nitơ hơn mức bình thường chứa trên bề mặt. Nếu một thợ lặn đi lên từ từ, khí nitơ này sẽ nở ra từng chút một và lượng nitơ dư thừa được loại bỏ một cách an toàn khỏi các mô và máu của người thợ lặn và giải phóng khỏi cơ thể của họ khi họ thở ra.

Tuy nhiên, cơ thể chỉ có thể loại bỏ nitơ nhanh như vậy. Một thợ lặn càng lên cao, nitơ nở ra càng nhanh và phải được loại bỏ khỏi các mô của họ. Nếu một thợ lặn trải qua quá trình thay đổi áp suất quá nhanh, cơ thể của họ không thể loại bỏ hết lượng nitơ đang giãn nở và lượng nitơ dư thừa sẽ tạo thành bong bóng trong mô và máu của họ.

Những bong bóng nitơ này có thể gây ra bệnh giảm áp (DCS) bằng cách chặn dòng máu đến các bộ phận khác nhau của cơ thể, gây đột quỵ, tê liệt và các vấn đề đe dọa tính mạng khác. Thay đổi áp suất nhanh chóng là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của DCS.

Những Thay đổi Áp suất Lớn nhất Gần với Bề mặt nhất

Người lặn càng ở gần bề mặt, áp suất càng thay đổi nhanh chóng.

Thay đổi độ sâu / Thay đổi áp suất / Tăng áp suất

66 đến 99 feet / 3 ATA đến 4 ATA / x 1,33

33 đến 66 feet / 2 ATA đến 3 ATA / x 1,5

0 đến 33 feet / 1 ATA đến 2 ATA / x 2.0

Nhìn vào những gì diễn ra thực sự gần bề mặt:

10 đến 15 feet / 1,30 ATA đến 1,45 ATA / x 1,12

5 đến 10 feet / 1,15 ATA đến 1,30 ATA / x 1,13

0 đến 5 feet / 1,00 ATA đến 1,15 ATA / x 1,15

Một thợ lặn phải bù đắp cho áp suất thay đổi thường xuyên hơn khi họ ở gần bề mặt. Độ sâu của chúng càng nông:

• càng thường xuyên thì thợ lặn phải cân bằng tai và mặt nạ của họ bằng tay.

• thợ lặn phải điều chỉnh độ nổi của họ thường xuyên hơn để tránh các vết lõm và lõm không kiểm soát được

Thợ lặn phải chăm sóc đặc biệt trong phần cuối cùng của chuyến đi lên. Không bao giờ, không bao giờ, bắn thẳng xuống bề mặt sau khi dừng an toàn. 15 feet cuối cùng là sự thay đổi áp suất lớn nhất và cần được thực hiện chậm hơn phần còn lại của chặng đi lên.

Hầu hết các lần lặn dành cho người mới bắt đầu được thực hiện trong 40 feet nước đầu tiên vì mục đích an toàn và để giảm thiểu sự hấp thụ nitơ và nguy cơ DCS. Đây là như nó phảithì là ở. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng thợ lặn khó kiểm soát sức nổi và cân bằng của họ ở vùng nước nông hơn là ở vùng nước sâu hơn vì sự thay đổi áp suất là khắc nghiệt hơn!