ความเสี่ยงในการดำน้ำลึก - ความกดดัน ความลึก และผลที่ตามมา

2024 ผู้เขียน: Cyrus Reynolds | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-09 10:30

ความดันเปลี่ยนแปลงใต้น้ำอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงของความดันส่งผลต่อแง่มุมต่างๆ ของการดำน้ำลึกอย่างไร เช่น การปรับสมดุล การลอยตัว เวลาต่ำสุด และความเสี่ยงของการเจ็บป่วยจากการบีบอัด ทบทวนพื้นฐานของความกดดันและการดำน้ำลึก และค้นพบแนวคิดที่ไม่มีใครบอกเราระหว่างเส้นทางน้ำเปิดของเรา: แรงดันจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วยิ่งนักประดาน้ำอยู่ใกล้ผิวน้ำ

พื้นฐาน

อากาศมีน้ำหนัก

ใช่ อากาศมีน้ำหนักจริงๆ น้ำหนักของอากาศกดดันร่างกายของคุณประมาณ 14.7 psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ความดันจำนวนนี้เรียกว่าความดันบรรยากาศหนึ่งเนื่องจากเป็นปริมาณความดันที่ชั้นบรรยากาศของโลกกระทำ การวัดความดันส่วนใหญ่ในการดำน้ำลึกจะมีหน่วยของบรรยากาศหรือ ATA

ความดันเพิ่มขึ้นตามความลึก

น้ำหนักของน้ำเหนือนักประดาน้ำสร้างแรงกดดันต่อร่างกาย ยิ่งนักประดาน้ำลงไปลึกเท่าใด พวกมันก็ยิ่งมีน้ำอยู่เหนือพวกมันมากเท่านั้น และยิ่งมีแรงกดดันต่อร่างกายมากเท่านั้น ความกดดันที่นักประดาน้ำประสบที่ระดับความลึกหนึ่งคือผลรวมของแรงกดดันทั้งหมดที่อยู่เหนือพวกเขา ทั้งจากน้ำและอากาศ

น้ำเกลือทุกๆ 33 ฟุต=แรงดัน 1 ATA

กดดันประสบการณ์นักประดาน้ำ=แรงดันน้ำ + 1 ATA (จากบรรยากาศ)

ความดันรวมที่ความลึกมาตรฐาน

ความลึก / ความดันบรรยากาศ + แรงดันน้ำ=แรงดันรวม

0 ฟุต / 1 ATA + 0 ATA=1 ATA

15 ฟุต / 1 ATA + 0.45 ATA=1.45 ATA

33 ฟุต / 1 ATA + 1 ATA=2 ATA

40 ฟุต / 1 ATA + 1.21 ATA=2.2 ATA

66 ฟุต / 1 ATA + 2 ATA=3 ATA

99 ฟุต / 1 ATA + 3 ATA=4 ATA

_{สำหรับน้ำเค็มที่ระดับน้ำทะเลเท่านั้น}

แรงดันน้ำอัดอากาศ

อากาศในช่องว่างอากาศของร่างกายนักประดาน้ำและอุปกรณ์ประดาน้ำจะบีบอัดเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น (และขยายตัวเมื่อแรงดันลดลง) อัดอากาศตามกฎของบอยล์

กฎของบอยล์: ปริมาณอากาศ=1/ ความกดอากาศ

ไม่ใช่คณิต? ซึ่งหมายความว่ายิ่งคุณไปลึกเท่าไหร่ก็ยิ่งบีบอัดอากาศมากขึ้นเท่านั้น เพื่อหาว่ามากน้อยเพียงใด ให้เศษ 1 เหนือความดัน หากความดันเท่ากับ 2 ATA ปริมาตรของอากาศอัดจะเท่ากับ ½ ของขนาดเดิมที่พื้นผิว

แรงกดดันส่งผลต่อการดำน้ำหลายด้าน

เมื่อคุณเข้าใจพื้นฐานแล้ว มาดูว่าความกดดันส่งผลต่อสี่แง่มุมพื้นฐานของการดำน้ำอย่างไร

อีควอไลซ์

ในขณะที่นักประดาน้ำลงมา ความกดอากาศที่เพิ่มขึ้นทำให้อากาศในอากาศในร่างกายถูกบีบอัด ช่องอากาศในหู หน้ากาก และปอดกลายเป็นเหมือนสุญญากาศ เนื่องจากอากาศอัดจะสร้างแรงดันลบ เยื่อบางๆ เช่น เยื่อแก้วหู อาจถูกดูดเข้าไปในช่องอากาศเหล่านี้ ทำให้เกิดอาการปวดและบาดเจ็บได้ นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่นักประดาน้ำต้องทำหูให้เท่ากันสำหรับการดำน้ำ

เมื่อขึ้นทางขึ้น จะกลับกันแรงดันที่ลดลงทำให้อากาศในช่องอากาศของนักประดาน้ำขยายตัว ช่องว่างอากาศในหูและปอดของพวกเขาได้รับแรงกดดันในเชิงบวกเมื่ออากาศเต็มไปหมด นำไปสู่ barotrauma ในปอดหรือสิ่งกีดขวางแบบย้อนกลับ ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจทำปอดหรือแก้วหูของนักประดาน้ำแตกได้

เพื่อหลีกเลี่ยงอาการบาดเจ็บที่เกี่ยวกับแรงกด (เช่น บาโรทราอุมาหู) นักประดาน้ำต้องปรับความดันในช่องว่างอากาศของร่างกายให้เท่ากันกับแรงกดรอบตัว

เพื่อทำให้ช่องว่างอากาศของพวกเขาเท่ากันใน descent นักประดาน้ำ เพิ่มอากาศไปยังน่านฟ้าของร่างกายเพื่อต่อต้านผลกระทบ "สูญญากาศ" โดย

• หายใจตามปกติ สิ่งนี้จะเพิ่มอากาศให้ปอดทุกครั้งที่หายใจเข้า
• เติมอากาศให้หน้ากากด้วยการหายใจออกจมูก
• เพิ่มลมเข้าหูและไซนัสโดยใช้เทคนิคการปรับหูให้เท่ากันอย่างใดอย่างหนึ่ง

เพื่อทำให้ช่องว่างอากาศของพวกเขาเท่ากันใน ascent นักประดาน้ำ ปล่อยอากาศ ออกจากช่องว่างอากาศในร่างกายของพวกเขาเพื่อไม่ให้เต็มไปด้วย

• หายใจตามปกติ สิ่งนี้จะปล่อยอากาศส่วนเกินออกจากปอดทุกครั้งที่หายใจออก
• ขึ้นอย่างช้าๆและปล่อยให้อากาศในหู ไซนัส และหน้ากากหลุดออกมาเอง

ลอยตัว

นักประดาน้ำควบคุมการลอยตัว (ไม่ว่าจะจม ลอยขึ้น หรือยังคง "ลอยตัวเป็นกลาง" โดยไม่ลอยหรือจม) โดยการปรับปริมาตรปอดและตัวชดเชยการลอยตัว (BCD)

ในขณะที่นักประดาน้ำลงมา ความกดอากาศที่เพิ่มขึ้นทำให้อากาศใน BCD และเว็ทสูท (มีฟองอากาศเล็กๆ ติดอยู่ในนีโอพรีน) ไปบีบอัด พวกมันลอยตัวในเชิงลบ (อ่าง) ขณะจม อากาศในอุปกรณ์ประดาน้ำจะบีบอัดมากขึ้นและจะจมเร็วขึ้น หากพวกเขาไม่เติมอากาศลงใน BCD ของเขาเพื่อชดเชยการลอยตัวในเชิงลบที่เพิ่มมากขึ้น นักประดาน้ำสามารถพบว่าตนเองกำลังต่อสู้กับการสืบเชื้อสายที่ควบคุมไม่ได้

ในสถานการณ์ที่ตรงกันข้าม เมื่อนักประดาน้ำขึ้นไป อากาศใน BCD และชุดประดาน้ำจะขยายตัว อากาศที่ขยายตัวทำให้นักประดาน้ำลอยตัวได้ และพวกมันก็เริ่มลอยขึ้น ขณะที่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ความดันบรรยากาศจะลดลงและอากาศในอุปกรณ์ดำน้ำจะยังคงขยายตัวต่อไป นักประดาน้ำต้องระบายอากาศจาก BCD ของตนอย่างต่อเนื่องในระหว่างการขึ้น มิฉะนั้นอาจเสี่ยงต่อการปีนขึ้นอย่างรวดเร็วโดยไม่มีการควบคุม (สิ่งที่อันตรายที่สุดอย่างหนึ่งที่นักประดาน้ำสามารถทำได้)

นักประดาน้ำต้องเพิ่มอากาศลงใน BCD ของพวกเขาขณะที่พวกเขาลงมาและปล่อยอากาศออกจาก BCD ของพวกเขาขณะที่พวกเขาขึ้นไป สิ่งนี้อาจดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณจนกว่านักประดาน้ำจะเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงของแรงดันส่งผลต่อการลอยตัวอย่างไร

ช่วงท้ายๆ

เวลาล่าง หมายถึงระยะเวลาที่นักประดาน้ำสามารถอยู่ใต้น้ำได้ก่อนที่จะเริ่มขึ้น ความกดอากาศแวดล้อมส่งผลต่อเวลาต่ำสุดในสองวิธีที่สำคัญ

การใช้อากาศที่เพิ่มขึ้นช่วยลดช่วงเวลาต่ำสุด

อากาศที่นักประดาน้ำหายใจเข้าไปนั้นถูกกดทับด้วยแรงดันโดยรอบ หากนักประดาน้ำลงมาที่ 33 ฟุตหรือ 2 ATA ของความดัน อากาศที่หายใจเข้าไปจะถูกบีบอัดให้เหลือครึ่งหนึ่งของปริมาตรเดิม แต่ละครั้งที่นักประดาน้ำหายใจเข้า ต้องใช้อากาศมากกว่าอากาศในปอดถึงสองเท่า นักประดาน้ำคนนี้จะใช้อากาศเร็วขึ้นสองเท่า (หรือครึ่งเวลา) เท่ากับพวกเขาจะอยู่ที่พื้นผิว นักประดาน้ำจะใช้อากาศที่มีอยู่หมดเร็วขึ้นยิ่งลึกขึ้น

การดูดซึมไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นลดระยะเวลาต่ำสุด

ยิ่งความดันบรรยากาศยิ่งสูง เนื้อเยื่อของร่างกายของนักประดาน้ำก็จะดูดซับไนโตรเจนได้เร็วยิ่งขึ้น หากไม่เจาะจงนักประดาน้ำสามารถยอมให้เนื้อเยื่อดูดซับไนโตรเจนในปริมาณหนึ่งก่อนที่พวกเขาจะเริ่มปีนขึ้นไป มิฉะนั้นพวกเขาจะเสี่ยงต่อการเจ็บป่วยจากการบีบอัดโดยไม่ต้องหยุดการบีบอัด ยิ่งนักประดาน้ำเข้าไปลึกเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีเวลาน้อยลงก่อนที่เนื้อเยื่อของพวกมันจะดูดซับไนโตรเจนในปริมาณสูงสุดที่อนุญาต

เพราะความดันจะมากขึ้นตามความลึก อัตราการใช้อากาศและการดูดซับไนโตรเจนจะเพิ่มขึ้นตามความลึกที่นักดำน้ำไป หนึ่งในสองปัจจัยนี้จะจำกัดเวลาต่ำสุดของนักดำน้ำ

การเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างรวดเร็วอาจทำให้เกิดอาการกดเจ็บ (โค้ง)

แรงดันใต้น้ำที่เพิ่มขึ้นทำให้เนื้อเยื่อของร่างกายของนักประดาน้ำดูดซับก๊าซไนโตรเจนได้มากกว่าปกติที่ผิวน้ำ หากนักประดาน้ำขึ้นช้า ก๊าซไนโตรเจนนี้จะขยายตัวทีละน้อย และไนโตรเจนส่วนเกินจะถูกกำจัดออกจากเนื้อเยื่อและเลือดของนักประดาน้ำอย่างปลอดภัย และปล่อยออกจากร่างกายเมื่อหายใจออก

อย่างไรก็ตามร่างกายสามารถกำจัดไนโตรเจนได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น ยิ่งนักประดาน้ำขึ้นไปเร็วเท่าไร ไนโตรเจนก็จะขยายตัวเร็วขึ้นและต้องดึงออกจากเนื้อเยื่อของพวกมัน หากนักประดาน้ำผ่านแรงกดดันมากเกินไป การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเกินไป ร่างกายของพวกเขาไม่สามารถกำจัดไนโตรเจนที่ขยายตัวได้ทั้งหมด และไนโตรเจนส่วนเกินจะก่อตัวเป็นฟองในเนื้อเยื่อและเลือดของพวกมัน

ฟองไนโตรเจนเหล่านี้สามารถทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากการบีบอัด (DCS) ได้โดยการปิดกั้นการไหลเวียนของเลือดไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย ทำให้เกิดโรคหลอดเลือดสมอง อัมพาต และปัญหาอื่นๆ ที่คุกคามถึงชีวิต การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของ DCS

การเปลี่ยนแปลงแรงดันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอยู่ใกล้พื้นผิวมากที่สุด

ยิ่งนักประดาน้ำอยู่ใกล้ผิวน้ำ ความดันก็จะเปลี่ยนแปลงเร็วขึ้น

เปลี่ยนความลึก / เปลี่ยนแรงดัน / เพิ่มแรงดัน

66 ถึง 99 ฟุต / 3 ATA ถึง 4 ATA / x 1.33

33 ถึง 66 ฟุต / 2 ATA ถึง 3 ATA / x 1.5

0 ถึง 33 ฟุต / 1 ATA ถึง 2 ATA / x 2.0

ดูสิ่งที่เกิดขึ้นใกล้กับผิวน้ำ:

10 ถึง 15 ฟุต / 1.30 ATA ถึง 1.45 ATA / x 1.12

5 ถึง 10 ฟุต / 1.15 ATA ถึง 1.30 ATA / x 1.13

0 ถึง 5 ฟุต / 1.00 ATA ถึง 1.15 ATA / x 1.15

นักประดาน้ำต้องชดเชยแรงดันที่เปลี่ยนแปลงบ่อยขึ้นเมื่ออยู่ใกล้ผิวน้ำ ความลึกที่ตื้นมากขึ้น:

• ยิ่งนักประดาน้ำต้องปรับหูและหน้ากากให้เท่ากัน

• นักประดาน้ำต้องปรับการลอยตัวบ่อยขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการขึ้นและลงที่ไม่สามารถควบคุมได้

นักดำน้ำต้องดูแลเป็นพิเศษในช่วงสุดท้ายของการขึ้น ไม่เคย ไม่เคย ยิงตรงไปที่พื้นผิวหลังจากหยุดอย่างปลอดภัย 15 ฟุตสุดท้ายคือการเปลี่ยนแปลงของแรงกดที่ยิ่งใหญ่ที่สุด และจำเป็นต้องดำเนินการช้ากว่าส่วนอื่นๆ ของการขึ้น

การดำน้ำระดับเริ่มต้นส่วนใหญ่ดำเนินการในน้ำ 40 ฟุตแรกเพื่อความปลอดภัยและเพื่อลดการดูดซึมไนโตรเจนและความเสี่ยงของ DCS เป็นไปตามที่ควรเป็น. อย่างไรก็ตาม พึงระลึกไว้เสมอว่านักประดาน้ำจะควบคุมการลอยตัวและปรับสมดุลในน้ำตื้นได้ยากกว่าในน้ำที่ลึกกว่าเพราะว่าการเปลี่ยนแปลงของแรงดันนั้นรุนแรงกว่ามาก!