jak se mění tlak pod vodou a jak změny tlaku ovlivňují aspekty potápění, jako je vyrovnání, vztlak, spodní čas a riziko dekompresní nemoci? Přečtěte si základy tlaku a potápění, a objevte koncept, který nám nikdo neřekl během našeho kurzu otevřené vody: tento tlak se mění rychleji, čím blíže je potápěč k povrchu.
základy
vzduch má hmotnost
Ano, vzduch má skutečně váhu. Hmotnost vzduchu vyvíjí tlak na vaše tělo-asi 14,7 psi (liber na čtvereční palec). Toto množství tlaku se nazývá jedna atmosféra tlaku, protože je to množství tlaku, které působí zemská atmosféra. Většina měření tlaku při potápění je uvedena v jednotkách atmosféry nebo ATA.
tlak se zvyšuje s hloubkou
hmotnost vody nad potápěčem vyvíjí tlak na jejich tělo. Čím hlouběji potápěč sestupuje, tím více vody má nad sebou a tím větší tlak působí na jejich tělo. Tlak, který potápěč zažívá v určité hloubce, je součtem všech tlaků nad nimi, a to jak z vody, tak ze vzduchu.
každých 33 stop slané vody = 1 ATA tlaku
Tlak potápěč zažívá = tlak vody + 1 ATA (z atmosféry)
celkový tlak ve standardních hloubkách*
hloubka / atmosférický tlak + tlak vody = celkový tlak
0 stop / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
15 stop / 1 ATA + 0.45 ATA = 1 .45 ATA
33 stop / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 stop / 1 ATA + 1.21 ATA = 2.2 ATA
66 stop / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
99 stop / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
* toto je pouze pro slanou vodu na hladině moře
tlak vody stlačuje vzduch
vzduch v těle potápěče vzduchové prostory a potápěčská zařízení se stlačují se zvyšujícím se tlakem (a expandují se snižujícím se tlakem). Vzduchové komprese podle Boyleova zákona.
Boyleův zákon: objem vzduchu = 1 / Tlak
není matematický člověk? To znamená, že čím hlouběji jdete, tím více vzduchových kompresí. Chcete-li zjistit, kolik, udělejte zlomek 1 nad tlakem. Pokud je tlak 2 ATA, pak je objem stlačeného vzduchu ½ jeho původní velikosti na povrchu.
tlak ovlivňuje mnoho aspektů potápění
Nyní, když rozumíte základům, podívejme se, jak tlak ovlivňuje čtyři základní aspekty potápění.
vyrovnání
jak potápěč sestupuje, zvýšení tlaku způsobuje stlačení vzduchu ve vzduchových prostorech jejich těla. Vzduchové prostory v uších, masce a plicích se stávají jako vysavače, protože stlačující vzduch vytváří podtlak. Jemné membrány, jako ušní buben, se mohou nasát do vzduchových prostorů, což způsobuje bolest a zranění. To je jeden z důvodů, proč potápěč musí vyrovnat své uši pro potápění.
při výstupu dochází k opaku. Klesající tlak způsobuje, že se vzduch ve vzduchových prostorech potápěče rozšiřuje. Vzduchové prostory v uších a plicích zažívají pozitivní tlak, když se přeplňují vzduchem, což vede k plicnímu barotrauma nebo zpětnému bloku. V nejhorším případě by to mohlo potápěči prasknout plíce nebo ušní bubínky.
aby se zabránilo zranění souvisejícímu s tlakem (jako je ušní barotrauma), musí potápěč vyrovnat tlak ve vzduchových prostorech svého těla s tlakem kolem nich.
aby se vyrovnaly jejich vzduchové prostory při sestupu, potápěč přidává vzduch do jejich tělesných prostorů, aby působil proti „vakuovému“ efektu
- normálně dýchá, to přidává vzduch do jejich plic pokaždé, když vdechují
- přidání vzduchu do jejich masky vydechováním jejich nosu
- přidání vzduchu do jejich uší a dutin pomocí jedné z několika technik vyrovnávání uší
k vyrovnání jejich vzduchové prostory při výstupu potápěč uvolňuje vzduch ze svých tělesných vzduchových prostorů tak, aby se nestaly přeplněnými
- dýcháním normálně, to uvolňuje další vzduch z jejich těla plíce pokaždé, když vydechují
- pomalu stoupají a umožňují, aby jim extra vzduch v uších, dutinách a masce bublal sám
vztlak
potápěči ovládají svůj vztlak (ať už se potopí, vznášejí nebo zůstávají „neutrálně vztlační“ bez plovoucího nebo potopení) úpravou jejich objemu plic a kompenzátoru vztlaku (BCD).
jak potápěč sestupuje, zvýšený tlak způsobuje, že vzduch v jejich BCD a neoprenovém obleku (v neoprenu jsou malé bubliny) se stlačí. Stávají se negativně vztlakovými (dřezy). Jak se potopí, vzduch v jejich potápěčském vybavení se více stlačuje a rychleji se potápí. Pokud do jeho BCD nepřidají vzduch, aby kompenzovali jejich stále negativní vztlak, potápěč se může rychle ocitnout v boji proti nekontrolovanému sestupu.
v opačném scénáři, jak potápěč stoupá, vzduch v jejich BCD a neoprenu se rozšiřuje. Rozšiřující se vzduch dělá potápěče pozitivně vznášející se a začnou se vznášet. Jak se vznášejí směrem k povrchu, okolní tlak klesá a vzduch v jejich potápěčském zařízení se stále rozšiřuje. Potápěč musí během výstupu nepřetržitě odvzdušňovat vzduch ze svého BCD nebo riskuje nekontrolovaný, rychlý výstup (jedna z nejnebezpečnějších věcí, které potápěč může udělat).
potápěč musí přidat vzduch do svého BCD, když sestupují a uvolňují vzduch ze svého BCD, když stoupají. To se může zdát neintuitivní, dokud potápěč nepochopí, jak změny tlaku ovlivňují vztlak.
Spodní časy
Spodní čas označuje dobu, po kterou může potápěč zůstat pod vodou před zahájením výstupu. Okolní tlak ovlivňuje spodní čas dvěma důležitými způsoby.
zvýšená spotřeba vzduchu snižuje časy dna
vzduch, který potápěč dýchá, je stlačen okolním tlakem. Pokud potápěč sestoupí na 33 chodidla, nebo 2 ATA tlaku, vzduch, který dýchají, je stlačen na polovinu původního objemu. Pokaždé, když potápěč vdechne, je zapotřebí dvakrát tolik vzduchu, aby naplnil plíce než na povrchu. Tento potápěč využije svůj vzduch dvakrát rychleji (nebo za polovinu času) než na povrchu. Potápěč spotřebuje svůj dostupný vzduch rychleji, čím hlouběji jdou.
zvýšená absorpce dusíku snižuje časy dna
čím větší je okolní tlak, tím rychleji tkáně těla potápěče absorbují dusík. Aniž by se dostal do specifik, potápěč může svým tkáním povolit pouze určité množství absorpce dusíku před zahájením výstupu, nebo hrozí nepřijatelné riziko dekompresní nemoci bez povinných dekompresních zastávek. Čím hlouběji potápěč jde, tím méně času mají, než jejich tkáně absorbují maximální přípustné množství dusíku.
vzhledem k tomu, že tlak se s hloubkou zvyšuje, zvyšuje se spotřeba vzduchu i absorpce dusíku, čím hlouběji potápěč jde. Jeden z těchto dvou faktorů omezí spodní čas potápěče.
rychlé změny tlaku mohou způsobit dekompresní nemoc (ohyby)
zvýšený tlak pod vodou způsobuje, že tkáně těla potápěče absorbují více plynu dusíku, než by normálně obsahovaly na povrchu. Pokud potápěč stoupá pomalu, tento plynný dusík expanduje kousek po kousku a přebytečný dusík je bezpečně eliminován z tkání a krve potápěče a uvolněn z těla, když vydechují.
tělo však může odstranit dusík pouze tak rychle. Čím rychleji potápěč stoupá, tím rychleji se dusík rozšiřuje a musí být odstraněn z jejich tkání. Pokud potápěč prochází příliš velkou změnou tlaku příliš rychle, jejich tělo nemůže eliminovat veškerý rozšiřující se dusík a přebytečný dusík vytváří bubliny v jejich tkáních a krvi.
tyto dusíkaté bubliny mohou způsobit dekompresní nemoc (DCS) blokováním průtoku krve do různých částí těla, což způsobuje mrtvice, paralýzu a další život ohrožující problémy. Rychlé změny tlaku jsou jednou z nejčastějších příčin DCS.
největší změny tlaku jsou nejblíže k povrchu.
čím blíže je potápěč k povrchu, tím rychleji se mění tlak.
změna hloubky / změna tlaku / zvýšení tlaku
66 až 99 stop / 3 ATA až 4 ATA / x 1,33
33 až 66 stop / 2 ATA až 3 ATA / x 1.5
0 až 33 stop / 1 ATA až 2 ATA / x 2.0
podívejte se na to, co se děje opravdu blízko povrchu:
10 až 15 stop / 1.30 ATA až 1.45 ATA / x 1.12
5 až 10 stop / 1.15 ATA až 1.30 ATA / x 1.13
0 až 5 stop / 1.00 ATA až 1.15 ATA / x 1.15
potápěč musí kompenzovat stav změna tlaku častěji, čím blíže jsou k povrchu. Čím mělčí je jejich hloubka:
• čím častěji musí potápěč ručně vyrovnat uši a masku.
* čím častěji musí potápěč upravit svůj vztlak, aby se vyhnul nekontrolovanému stoupání a klesání
potápěči musí během poslední části výstupu věnovat zvláštní pozornost. Nikdy, nikdy, střílet přímo na povrch po bezpečnostním zastavení. Posledních 15 stop je největší změnou tlaku a je třeba je brát pomaleji než zbytek výstupu.
většina ponorů pro začátečníky se provádí v prvních 40 stopách vody z bezpečnostních důvodů a minimalizuje absorpci dusíku a riziko DCS. Je to tak, jak má být. Mějte však na paměti, že pro potápěče je obtížnější ovládat vztlak a vyrovnat se v mělké vodě než v hlubší vodě, protože změny tlaku jsou extrémnější!