miten paine muuttuu veden alla ja miten paineen muutokset vaikuttavat laitesukellukseen liittyviin seikkoihin, kuten tasaukseen, kelluvuuteen, pohja-aikaan ja dekompressiosairauden riskiin? Käy läpi paine-ja laitesukelluksen perusteet ja löydä käsite, jota kukaan ei kertonut meille avovesikurssillamme: että paine muuttuu sitä nopeammin, mitä lähempänä sukeltaja on pintaa.
perusasiat
ilma on paino
Kyllä, ilma on oikeasti paino. Ilmanpaino rasittaa elimistöäsi – noin 14,7 psi (paunaa neliötuumaa kohti). Tätä paineen määrää kutsutaan yhdeksi paineilmakehäksi, koska se on maan ilmakehän aiheuttaman paineen määrä. Useimmat painemittaukset laitesukelluksessa annetaan ilmakehän yksiköissä tai ATA: ssa.
paine kasvaa syvyyden ollessa
sukeltajan yläpuolella olevan veden paino kohdistaa painetta heidän kehoonsa. Mitä syvemmälle sukeltaja laskeutuu, sitä enemmän heillä on vettä yläpuolellaan ja sitä enemmän paine kohdistuu heidän kehoonsa. Paine, jonka sukeltaja kokee tietyssä syvyydessä, on kaikkien niiden yläpuolella olevien paineiden summa, jotka tulevat sekä vedestä että ilmasta.
joka 33 jalkaa suolavettä = 1 ATA paineessa
paine sukeltaja kokee = vedenpaine + 1 ATA (ilmakehästä)
kokonaispaine Standardisyvyyksissä*
syvyys / Ilmanpaine + vedenpaine = kokonaispaine
0 jalkaa / 1 ATA + 0 ATA = 1 ata
15 jalkaa / 1 ATA + 0,45 ata = 1 .45 ATA
33 jalkaa / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 jalkaa / 1 ATA + 1,21 ATA = 2.2 ata
66 jalkaa / 1 ata + 2 ATA = 3 ATA
99 jalkaa / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
*tämä koskee vain merenpinnan tasolla olevaa suolavettä
vedenpaine pakkaa ilmaa
sukeltajan kehon ilmatilat ja sukellusvarusteet tiivistyvät paineen kasvaessa (ja laajenevat paineen laskiessa). Ilma tiivistyy Boylen lain mukaan.
Boylen laki:Air Volume = 1 / Paine
Ei matematiikkaihminen? Tämä tarkoittaa sitä, että mitä syvemmälle mennään, sitä enemmän ilmaa tiivistyy. Selvittääksesi, kuinka paljon, tee murto-osa 1 paineen yli. Jos paine on 2 ATA, paineilman tilavuus on ½ sen alkuperäisestä koosta pinnalla.
paine vaikuttaa moniin sukelluksen osa-alueisiin
nyt kun ymmärrät perusasiat, katsotaan, miten paine vaikuttaa neljään sukelluksen perusasiaan.
tasaantuminen
sukeltajan laskeutuessa paineen nousu saa heidän kehonsa ilmatilojen ilman tiivistymään. Korvien, naamion ja keuhkojen ilmatilat muuttuvat kuin tyhjiöiksi, kun puristuva ilma luo alipaineen. Herkät kalvot, kuten korvarumpu, voivat imeytyä ilmatiloihin aiheuttaen kipua ja vammoja. Tämä on yksi syy siihen, että sukeltajan on tasoitettava korvansa laitesukellusta varten.
nousussa tapahtuu päinvastoin. Paineen aleneminen saa sukeltajan ilmatilojen ilman laajenemaan. Niiden korvien ja keuhkojen ilmatilat kokevat ylipaineen, joka johtaa keuhkoparotraumaan tai käänteislohkoon. Pahimmassa tapauksessa tämä voi puhkaista sukeltajan keuhkot tai tärykalvot.
painevamman (kuten korvabarotrauman) välttämiseksi sukeltajan on tasattava kehonsa ilmatilojen paine ympäröivään paineeseen.
tasatakseen heidän ilmatilansa laskeutuessa sukeltaja lisää ilmaa heidän kehonsa ilmatiloihin ”tyhjiövaikutuksen” vastapainoksi
- normaalisti hengittäen, tämä lisää ilmaa heidän keuhkoihinsa joka kerta, kun he hengittävät
- lisäämällä ilmaa heidän naamioonsa hengittämällä nenäänsä
- lisäämällä ilmaa heidän korviinsa ja sivuonteloihinsa käyttämällä yhtä monista korvan tasaustekniikoista
tasatakseen heidän ilmatilansa nousun aikana sukeltaja vapauttaa ilmaa heidän kehonsa ilmatiloista, jotteivät he tulisi liian täyteen
- hengittäessään normaalisti, tämä vapauttaa ylimääräistä ilmaa heidän keuhkot joka kerta, kun ne hengittävät ulos
- nousevat hitaasti ja antavat korvissa, poskionteloissa ja maskissa olevan ylimääräisen ilman pulpahtaa ulos itsestään
kelluvuus
sukeltajat säätelevät kelluvuuttaan (joko vajoavat, kelluvat tai pysyvät ”neutraalisti kelluvina” kellumatta tai uppoamatta) säätämällä keuhkojen tilavuutta ja kelluvuuskompensaattoria (BCD).
sukeltajan laskeutuessa lisääntynyt paine saa heidän BCD-ja märkäpukunsa ilman (neopreeniin on jäänyt pieniä kuplia) tiivistymään. Niistä tulee negatiivisesti kelluvia (nieluja). Kun ne uppoavat, niiden sukellusvarusteiden ilma tiivistyy enemmän ja ne uppoavat nopeammin. Jos ne eivät lisää ilmaa hänen BCD kompensoida niiden yhä negatiivinen kelluvuus, sukeltaja voi nopeasti löytää itsensä taistelevat hallitsematon laskeutuminen.
päinvastaisessa skenaariossa sukeltajan noustessa ilmaan heidän BCD-ja märkäpukunsa laajenee. Laajeneva ilma saa sukeltajan suorastaan kellumaan, ja ne alkavat leijua ylöspäin. Kun ne kelluvat pintaa kohti, ympäristön paine laskee ja ilma niiden sukellusvarusteissa jatkaa laajenemistaan. Sukeltajan on jatkuvasti tuuletettava ilmaa BCD: stään nousun aikana tai he ovat vaarassa joutua hallitsemattomaan, nopeaan nousuun (yksi vaarallisimmista asioista, mitä sukeltaja voi tehdä).
sukeltajan on lisättävä ilmaa BCD: hen laskeutuessaan ja vapautettava ilmaa BCD: stä noustessaan. Tämä voi tuntua vastavaikuttavalta, kunnes sukeltaja ymmärtää, miten painemuutokset vaikuttavat kelluvuuteen.
pohja-aika
pohja-aika tarkoittaa sitä, kuinka kauan sukeltaja voi olla veden alla ennen nousunsa aloittamista. Ympäristön paine vaikuttaa pohja-aikaan kahdella tärkeällä tavalla.
lisääntynyt ilmankulutus vähentää pohja-aikoja
ilma, jota sukeltaja hengittää, tiivistyy ympäröivään paineeseen. Jos sukeltaja laskeutuu 33 jalkaan eli 2 ATA paineeseen, heidän hengittämänsä ilma puristuu puoleen alkuperäisestä tilavuudestaan. Joka kerta, kun sukeltaja hengittää, keuhkojen täyttäminen vaatii kaksi kertaa enemmän ilmaa kuin pinnalla. Tämä sukeltaja käyttää niiden ilmaa kaksi kertaa niin nopeasti (tai puolet ajasta) kuin ne olisivat pinnalla. Sukeltaja kuluttaa käytettävissä olevan ilman sitä nopeammin, mitä syvemmälle se menee.
lisääntynyt typen imeytyminen vähentää pohja-aikoja
mitä suurempi ilmanpaine on, sitä nopeammin sukeltajan kehon kudokset imevät typpeä. Joutumatta yksityiskohtiin sukeltaja voi sallia kudoksilleen vain tietyn määrän typen imeytymistä ennen kuin ne aloittavat nousunsa, tai niillä on kohtuuton dekompressiosairauden riski ilman pakollisia dekompression pysähdyksiä. Mitä syvemmälle sukeltaja menee,sitä vähemmän aikaa heillä on ennen kuin kudokset imevät suurimman sallitun määrän typpeä.
koska paine kasvaa syvyyden myötä, sekä ilman kulutus että typen imeytyminen kasvavat mitä syvemmälle sukeltaja menee. Toinen näistä kahdesta tekijästä rajoittaa sukeltajan pohja-aikaa.
nopeat Painemuutokset voivat aiheuttaa dekompressiotaudin (taipumat)
paineen lisääntyminen veden alla saa sukeltajan kehon kudokset absorboimaan enemmän typpikaasua kuin ne normaalisti sisältäisivät pinnalla. Jos sukeltaja nousee hitaasti, tämä typpikaasu laajenee vähän kerrallaan ja ylimääräinen typpi poistuu turvallisesti sukeltajan kudoksista ja verestä ja vapautuu ruumiistaan, kun he hengittävät ulos.
elimistö voi kuitenkin poistaa typen vain niin nopeasti. Mitä nopeammin sukeltaja nousee, sitä nopeammin typpi laajenee ja se on poistettava kudoksista. Jos sukeltaja käy läpi liian suuren painemuutoksen liian nopeasti, hänen elimistönsä ei pysty poistamaan kaikkea laajenevaa typpeä ja ylimääräinen typpi muodostaa kuplia hänen kudoksiinsa ja vereensä.
nämä typpikuplat voivat aiheuttaa dekompressiosairautta (DCS) estämällä verenvirtauksen kehon eri osiin aiheuttaen halvauksia, halvauksia ja muita hengenvaarallisia ongelmia. Nopeat painemuutokset ovat yksi yleisimmistä DCS: n syistä.
suurimmat Painemuutokset ovat lähimpänä pintaa.
mitä lähempänä sukeltaja on pintaa, sitä nopeammin paine muuttuu.
syvyyden muutos / paineen muutos / paineen nousu
66-99 jalkaa / 3 ATA-4 ATA / x 1, 33
33-66 jalkaa / 2 ATA-3 ATA / x 1.5
0-33 jalkaa / 1 ATA-2 ATA / x 2, 0
Katso mitä tapahtuu todella lähellä pintaa:
10-15 jalkaa / 1, 30 ATA-1, 45 ATA / x 1, 12
5-10 jalkaa / 1, 15 ATA-1, 30 ATA / x 1, 13
0-5 jalkaa / 1, 00 ata-1, 15 ata / x 1, 15
sukeltajan on kompensoitava muuttuva paine sitä useammin, mitä lähempänä se on pintaa. Mitä matalampi niiden syvyys:
* sitä useammin sukeltajan on käsin tasattava korvansa ja naamionsa.
sukeltajien on oltava erityisen varovaisia nousun viimeisen osuuden aikana. Älä koskaan ammu suoraan pinnalle varmistuspysähdyksen jälkeen. Viimeiset 15 metriä ovat suurin paineenmuutos ja ne pitää ottaa hitaammin kuin muut nousut.
useimmat aloittelijasukellukset tehdään 40 metrin syvyydessä turvallisuussyistä sekä typen imeytymisen ja DCS-riskin minimoimiseksi. Näin sen pitääkin olla. Muista kuitenkin, että sukeltajan on vaikeampi hallita kelluvuutta ja tasata sitä matalassa vedessä kuin syvemmässä vedessä, koska paineenvaihtelut ovat rajumpia!