cum se schimbă presiunea sub apă și cum afectează schimbările de presiune aspecte ale scufundărilor, cum ar fi egalizarea, flotabilitatea, timpul de jos și riscul de boală de decompresie? Revedeți fundamentele presiunii și scufundărilor 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.
elementele de bază
aerul are greutate
da, aerul are de fapt greutate. Greutatea aerului exercită presiune asupra corpului dvs.-aproximativ 14,7 psi (kilograme pe 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 atmosfere sau ATA.
presiunea crește odată cu adâncimea
greutatea apei deasupra unui scafandru exercită presiune asupra corpului lor. Cu cât un scafandru coboară mai adânc, cu atât mai multă apă are deasupra lor și cu atât mai multă presiune exercită 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 unui scafandru experiențe = presiunea apei + 1 ATA (din atmosferă)
presiunea totală la adâncimi Standard*
adâncime / Presiunea atmosferică + presiunea apei = presiunea 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 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
*aceasta este doar pentru apa sărată la nivelul mării
presiunea apei comprimă aerul
aerul din corpul unui scafandru spațiile de aer și uneltele de scufundare se vor comprima pe măsură ce crește presiunea (și se vor extinde pe măsură ce presiunea scade). Compresele de aer conform legii lui Boyle.
Legea lui Boyle: Volumul aerului = 1 / Presiune
nu este o persoană matematică? Aceasta înseamnă că, cu cât mergeți mai adânc, cu atât mai multe comprese de aer. Pentru a afla cât de mult, faceți o fracțiune de 1 peste presiune. Dacă presiunea este de 2 ATA, atunci volumul de aer comprimat este egal cu dimensiunea inițială la suprafață.
presiunea afectează multe aspecte ale scufundărilor
acum, că înțelegeți elementele de bază, să ne uităm la modul în care presiunea afectează patru aspecte de bază ale scufundărilor.
egalizare
pe măsură ce un scafandru coboară, creșterea presiunii determină comprimarea aerului din spațiile de aer ale corpului. Spațiile de aer din urechi, mască și plămâni devin ca niște aspiratoare, deoarece aerul comprimat creează o presiune negativă. Membranele Delicate, cum ar fi tamburul urechii, pot fi aspirate în aceste spații de aer, provocând durere și rănire. Acesta este unul dintre motivele pentru care un scafandru trebuie să-și egalizeze urechile pentru scufundări.
la ascensiune, se întâmplă invers. Presiunea descrescătoare face ca aerul din spațiile de aer ale unui scafandru să se extindă. Spatiile de aer din urechi si plamani experimenteaza o presiune pozitiva pe masura ce devin pline de aer, ceea ce duce la barotrauma pulmonara sau un bloc invers. În cel mai rău caz, acest lucru ar putea sparge plămânii sau timpanele unui scafandru.
pentru a evita o leziune legată 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 lor.
pentru a-și egaliza spațiile de aer la coborâre, un scafandru adaugă aer în spațiile aeriene ale corpului lor pentru a contracara efectul de „vid” prin
- respirând în mod normal, acest lucru adaugă aer în plămâni de fiecare dată când inhalează
- adăugând aer la masca lor respirând nasul
- adăugând aer la urechi și sinusuri folosind una dintre mai multe tehnici de egalizare a urechii
pentru a-și egaliza spațiile de aer pe ascensiune, un scafandru eliberează aer din spațiile de aer ale corpului, astfel încât acestea să nu devină suprasolicitate de
- respirând în mod normal, acest lucru eliberează aer suplimentar din plămânii de fiecare dată când expiră
- urcând încet și permițând aerului suplimentar din urechi, sinusuri și mască să explodeze singuri
flotabilitate
scafandrii își controlează flotabilitatea (indiferent dacă se scufundă, plutesc sau rămân „plutitori neutri” 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 determină comprimarea aerului din BCD și costumul de neopren (există bule mici prinse în neopren). Ele devin negativ plutitoare (chiuvete). Pe măsură ce se scufundă, aerul din echipamentul lor de scufundare se comprimă mai mult și se scufundă mai repede. Dacă nu adaugă aer la BCD-ul său pentru a compensa flotabilitatea lor din ce în ce mai negativă, un scafandru se poate găsi rapid luptând cu o coborâre necontrolată.
în scenariul opus, pe măsură ce un scafandru urcă, aerul din BCD și costumul de neopren se extinde. Aerul în expansiune face ca scafandrul să plutească pozitiv și încep să plutească. Pe măsură ce plutesc spre suprafață, presiunea ambiantă scade și aerul din uneltele lor de scufundare continuă să se extindă. Un scafandru trebuie să evacueze 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 la BCD-ul său în timp ce coboară și eliberează aer din BCD-ul său în timp ce urcă. Acest lucru poate părea contraintuitiv până când un scafandru înțelege modul în care schimbările de presiune afectează flotabilitatea.
timpii de fund
timpii de fund se referă la perioada de timp în care un scafandru poate rămâne 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 îl respiră un scafandru 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 original. De fiecare dată când scafandrul inhalează, este nevoie 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) decât ar face la suprafață. Un scafandru își va folosi aerul disponibil mai repede cu cât merge mai adânc.
creșterea absorbției de azot reduce timpii de fund
cu cât presiunea ambiantă este mai mare, cu atât mai rapid țesuturile corpului unui scafandru vor absorbi azotul. Fără a intra în specific, un scafandru poate permite țesuturilor lor o anumită cantitate de absorbție a azotului înainte de a începe ascensiunea sau prezintă un risc inacceptabil de boală de decompresie fără opriri obligatorii de decompresie. Cu cât un scafandru merge mai adânc, cu atât mai puțin timp au înainte ca țesuturile lor să absoarbă cantitatea maximă admisibilă de azot.
deoarece presiunea devine mai mare odată cu adâncimea, atât ratele de consum de aer, cât și absorbția azotului cresc cu cât un scafandru merge mai adânc. Unul dintre acești doi factori va limita timpul de fund al unui scafandru.
schimbările rapide de presiune pot provoca boala de decompresie (coturile)
presiunea crescută sub apă determină țesuturile corpului unui scafandru să absoarbă mai mult azot gazos decât ar conține în mod normal la suprafață. Dacă un scafandru urcă încet, acest gaz de azot se extinde puțin câte puțin și 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 atât de repede. Cu cât un scafandru urcă mai repede, cu atât azotul se extinde mai repede și trebuie îndepărtat din țesuturile lor. Dacă un scafandru trece printr-o schimbare prea mare a presiunii prea repede, corpul său nu poate elimina tot azotul în expansiune și excesul de azot formează bule în țesuturile și sângele lor.
aceste bule de azot pot provoca boală de decompresie (DCS) prin blocarea fluxului de sânge în diferite părți ale corpului, provocând accidente vasculare cerebrale, paralizie 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 apropiate 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 până la 99 picioare / 3 ATA până la 4 ATA / x 1,33
33 până la 66 picioare / 2 ATA până la 3 ATA / x 1.5
0 la 33 picioare / 1 ATA la 2 ATA / x 2.0
Uită-te la ceea ce se întâmplă foarte aproape de suprafață:
10 la 15 picioare / 1.30 ATA la 1.45 ATA / x 1.12
5 la 10 picioare / 1.15 ATA 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 presiunea în schimbare mai frecvent cu cât sunt mai aproape de suprafață. Cu cât adâncimea lor este mai mică:
• cu atât mai frecvent un scafandru trebuie să-și egalizeze manual urechile și masca.
• cu cât un scafandru trebuie să-și ajusteze mai frecvent flotabilitatea pentru a evita ascensiunile și coborârile necontrolate
scafandrii trebuie să aibă grijă deosebită în ultima porțiune 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.
majoritatea scufundărilor pentru începători sunt efectuate în primele 40 de picioare de apă din motive de siguranță și pentru a minimiza absorbția azotului și riscul de DCS. Acest lucru este așa cum ar trebui să fie. Cu toate acestea, rețineți că este mai dificil pentru un scafandru să-și controleze flotabilitatea și să egalizeze în apă puțin adâncă decât în apă mai adâncă, deoarece schimbările de presiune sunt mai extreme!