Hoe verandert de druk onder water en hoe beïnvloeden drukveranderingen aspecten van duiken zoals egalisatie, drijfvermogen, bodemtijd en het risico op decompressieziekte? Bekijk de grondbeginselen van druk en duiken, en ontdek een concept dat niemand ons vertelde tijdens onze Open Water cursus: dat de druk sneller verandert naarmate een duiker dichter bij de oppervlakte is.
de basis
lucht heeft Gewicht
Ja, lucht heeft eigenlijk gewicht. Het gewicht van de lucht oefent druk uit op je lichaam – ongeveer 14,7 psi (pond per vierkante inch). Deze hoeveelheid druk wordt één atmosfeer van druk genoemd omdat het de hoeveelheid druk is die de atmosfeer van de aarde uitoefent. De meeste drukmetingen bij het duiken worden gegeven in eenheden van atmosferen of ATA.
de druk neemt toe met een diepte
het gewicht van het water boven een duiker oefent druk uit op het lichaam. Hoe dieper een duiker afdaalt, hoe meer water ze boven zich hebben, en hoe meer druk het uitoefent op hun lichaam. De druk die een duiker op een bepaalde diepte ervaart is de som van alle druk daarboven, zowel uit het water als uit de lucht.
elke 33 voet zout water = 1 ATA druk
druk een duiker ervaart = waterdruk + 1 ATA (uit de atmosfeer)
totale druk op standaarddiepte*
diepte / Atmosferische druk + waterdruk = totale druk
0 voet / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
15 voet / 1 ATA + 0,45 ATA = 1 .Ata
33 voet / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 voet / 1 ATA + 1,21 ATA = 2.2 ATA
66 voet / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
99 voet / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
*dit is alleen voor zoutwater op zeeniveau
waterdruk comprimeert lucht
lucht in de lichaamsluchtruimten van een duiker en duikuitrusting zal comprimeren naarmate de druk toeneemt (en uitzetten naarmate de druk afneemt). Luchtcompressen volgens de wet van Boyle.
Boyle ‘ s Law: luchtvolume = 1 / druk
geen wiskundig persoon? Dit betekent dat hoe dieper je gaat, hoe meer lucht comprimeert. Om uit te vinden hoeveel, Maak een fractie van 1 over de druk. Als de druk 2 ATA is, is het volume van de perslucht ½ van zijn oorspronkelijke grootte aan het oppervlak.
druk beïnvloedt veel aspecten van duiken
Nu u de basis begrijpt, laten we eens kijken hoe druk vier basisaspecten van duiken beïnvloedt.
egalisatie
wanneer een duiker afdaalt, zorgt de drukverhoging ervoor dat de lucht in de luchtruimten van het lichaam samendrukt. De luchtruimtes in hun oren, masker en longen worden als stofzuigers als de comprimerende lucht een negatieve druk creëert. Delicate membranen, zoals het trommelvlies, kunnen worden gezogen in deze luchtruimtes, waardoor pijn en letsel. Dit is een van de redenen dat een duiker zijn oren moet egaliseren om te duiken.
bij het stijgen gebeurt het omgekeerde. Afnemende druk zorgt ervoor dat de lucht in de luchtruimtes van een duiker uitdijt. De luchtruimtes in hun oren en longen ervaren een positieve druk als ze overvol lucht worden, wat leidt tot pulmonale barotrauma of een omgekeerd blok. In het ergste geval kan dit de longen of trommelvliezen van een duiker barsten.
om een drukgerelateerd letsel (zoals een oorbarotrauma) te voorkomen, moet een duiker de druk in de luchtruimte van zijn lichaam gelijkstellen met de druk eromheen.
Om gelijk hun lucht ruimtes op de afdaling een duiker voegt lucht om hun lichaam luchtruimen om het tegengaan van het “vacuüm” effect door
- de ademhaling normaal, dit voegt de lucht naar de longen elke keer als ze inademen
- het toevoegen van lucht aan hun masker uitademen hun neus
- het toevoegen van lucht aan hun oren en sinussen met behulp van een van de verschillende oor-toonregeling technieken
Om gelijk hun lucht ruimtes op de beklimming van een duiker releases lucht uit hun luchthoudende holtes in je lichaam, zodat zij geen overvolle door
- de ademhaling normaal, dit releases extra lucht uit hun longen elke keer als ze uitademen
- langzaam oplopend en waardoor de extra lucht in hun oren, sinussen en maskers op eigen kracht kan opborrelen
drijfvermogen
duikers controleren hun drijfvermogen (of ze nu zinken, omhoog drijven, of “neutraal drijfvermogen” blijven zonder te drijven of te zinken) door hun longvolume en drijfvermogen compensator (BCD) aan te passen.
als een duiker afdaalt, zorgt de verhoogde druk ervoor dat de lucht in hun BCD en wetsuit (er zitten kleine belletjes in neopreen) samendrukt. Ze worden negatief drijvend (zinken). Als ze zinken, comprimeert de lucht in hun duikuitrusting meer en zinken ze sneller. Als ze geen lucht aan zijn BCD toevoegen om hun steeds negatiever drijfvermogen te compenseren, kan een duiker snel een ongecontroleerde afdaling bevechten.
in het tegenovergestelde scenario, als een duiker stijgt, breidt de lucht in hun BCD en wetsuit uit. De uitdijende lucht maakt de duiker positief drijvend, en ze beginnen omhoog te drijven. Als ze naar het oppervlak drijven, neemt de omgevingsdruk af en blijft de lucht in hun duikuitrusting uitzetten. Een duiker moet continu lucht uit zijn BCD ventileren tijdens de beklimming of hij riskeert een ongecontroleerde, snelle beklimming (een van de gevaarlijkste dingen die een duiker kan doen).
een duiker moet bij het afdalen lucht aan zijn BCD toevoegen en bij het opstijgen lucht uit zijn BCD afgeven. Dit kan contra-intuïtief lijken totdat een duiker begrijpt hoe drukveranderingen het drijfvermogen beïnvloeden.
bodemtijd
bodemtijd verwijst naar de tijd dat een duiker onder water kan blijven voordat hij aan zijn beklimming begint. Omgevingsdruk beïnvloedt de bodemtijd op twee belangrijke manieren.
verhoogd luchtverbruik vermindert de Bodemtijden
de lucht die een duiker inademt wordt gecomprimeerd door de omringende druk. Als een duiker daalt tot 33 voet, of 2 ATA druk, wordt de lucht die ze inademen samengedrukt tot de helft van zijn oorspronkelijke volume. Elke keer dat de duiker inhaleert, heeft het twee keer zoveel lucht nodig om hun longen te vullen dan aan de oppervlakte. Deze duiker zal zijn lucht twee keer zo snel (of in de helft van de tijd) gebruiken als aan de oppervlakte. Een duiker zal zijn beschikbare lucht sneller gebruiken naarmate hij dieper gaat.
verhoogde Stikstofabsorptie vermindert de bodemtijd
hoe groter de omgevingsdruk, hoe sneller het lichaamsweefsel van een duiker stikstof absorbeert. Zonder in details te treden, kan een duiker alleen toestaan dat hun weefsels een bepaalde hoeveelheid stikstof absorptie voordat ze beginnen met hun beklimming, of ze lopen een onaanvaardbaar risico op decompressie ziekte zonder verplichte decompressie stopt. Hoe dieper een duiker gaat, hoe minder tijd ze hebben voordat hun weefsels de maximaal toegestane hoeveelheid stikstof absorberen.
omdat de druk met de diepte groter wordt, nemen zowel het luchtverbruik als de stikstofabsorptie toe naarmate een duiker dieper gaat. Een van deze twee factoren zal de bodemtijd van een duiker beperken.
snelle drukveranderingen kunnen decompressieziekte (de bochten) veroorzaken
verhoogde druk onder water zorgt ervoor dat het lichaamsweefsel van een duiker meer stikstofgas absorbeert dan het normaal aan de oppervlakte zou bevatten. Als een duiker langzaam stijgt, zet dit stikstofgas beetje bij beetje uit en de overtollige stikstof wordt veilig verwijderd uit de weefsels en het bloed van de duiker en vrijgegeven uit hun lichaam wanneer ze uitademen.
het lichaam kan stikstof echter slechts zo snel verwijderen. Hoe sneller een duiker stijgt, hoe sneller stikstof uitzet en uit hun weefsels moet worden verwijderd. Als een duiker te snel door een te grote drukverandering gaat, kan zijn lichaam niet alle uitzettende stikstof elimineren en de overtollige stikstof vormt bubbels in zijn weefsels en bloed.
deze stikstofbellen kunnen decompressieziekte (DCS) veroorzaken door de bloedtoevoer naar verschillende delen van het lichaam te blokkeren, wat beroertes, verlamming en andere levensbedreigende problemen veroorzaakt. Snelle drukveranderingen zijn een van de meest voorkomende oorzaken van DCS.
de grootste drukveranderingen zijn het dichtst bij het oppervlak.
hoe dichter een duiker zich bij het oppervlak bevindt, hoe sneller de druk verandert.
diepte verandering / druk verandering / drukverhoging
66 tot 99 voet / 3 ATA tot 4 ATA / x 1,33
33 tot 66 voet / 2 ATA tot 3 ATA / x 1.5
0 tot 33 voet / 1 ATA tot 2 ATA / x 2,0
Kijk naar wat er echt gebeurt dicht bij het oppervlak:
10 tot 15 voet / 1,30 ATA tot 1,45 ATA / x 1,12
5 tot 10 voet / 1,15 ATA tot 1,30 ATA / x 1,13
0 tot 5 voet / 1,00 ATA tot 1,15 ATA / x 1,15
• des te vaker moet een duiker hun oren en masker handmatig egaliseren.
* wanneer een duiker vaker zijn drijfvermogen moet aanpassen om ongecontroleerde beklimmingen en afdalingen te voorkomen
duikers moeten extra voorzichtig zijn tijdens het laatste gedeelte van de beklimming. Nooit, nooit, direct naar de oppervlakte schieten na een veiligheidsstop. De laatste 15 voet zijn de grootste drukverandering en moeten langzamer worden genomen dan de rest van de beklimming.
de meeste beginners duiken in de eerste 12 meter water voor veiligheidsdoeleinden en om stikstofabsorptie en het risico op DCS te minimaliseren. Zo hoort het ook. Houd er echter rekening mee dat het moeilijker is voor een duiker om zijn drijfvermogen te beheersen en gelijk te maken in ondiep water dan in dieper water omdat de drukveranderingen extremer zijn!