Scubaduiken Risico's - Druk, diepte en gevolgen

2024 Auteur: Cyrus Reynolds | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-08 23:22

Hoe verandert de druk onder water en hoe beïnvloeden drukveranderingen aspecten van duiken zoals egalisatie, drijfvermogen, bodemtijd en het risico op decompressieziekte? Bekijk de basisprincipes van druk en duiken en ontdek een concept dat niemand ons tijdens onze openwatercursus heeft verteld: dat de druk sneller verandert naarmate een duiker dichter bij de oppervlakte is.

De basis

Lucht heeft gewicht

Ja, lucht heeft echt gewicht. Het gewicht van lucht oefent druk uit op je lichaam - ongeveer 14,7 psi (pond per vierkante inch). Deze hoeveelheid druk wordt één atmosfeer 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 atmosfeer of ATA.

Druk neemt toe met diepte

Het gewicht van het water boven een duiker oefent druk uit op hun lichaam. Hoe dieper een duiker afda alt, hoe meer water hij boven zich heeft en hoe meer druk het op zijn lichaam uitoefent. De druk die een duiker op een bepaalde diepte ervaart, is de som van alle drukken erboven, zowel vanuit het water als vanuit de lucht.

Elke 33 voet zout water=1 ATA druk

Druk die een duiker ervaart=waterdruk + 1 ATA (uit de atmosfeer)

Totale druk op standaarddiepten

Diepte / Atmosferische Druk + Waterdruk=Totale Druk

0 voet / 1 ATA + 0 ATA=1 ATA

15 voet / 1 ATA + 0,45 ATA=1,45 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 zout water op zeeniveau}

Waterdruk comprimeert lucht

Lucht in de lichaamsluchtruimten en duikuitrusting van een duiker zal samendrukken als de druk toeneemt (en uitzetten als de druk afneemt). Lucht comprimeert volgens de wet van Boyle.

Wet van Boyle: Luchtvolume=1/ Druk

Geen wiskunde persoon? Dit betekent dat hoe dieper je gaat, hoe meer lucht comprimeert. Om erachter te komen hoeveel, maak een fractie van 1 over de druk. Als de druk 2 ATA is, dan is het volume van de samengeperste lucht ½ van de oorspronkelijke grootte aan het oppervlak.

Druk beïnvloedt veel aspecten van duiken

Nu je de basis begrijpt, laten we eens kijken hoe druk vier basisaspecten van duiken beïnvloedt.

Egalisatie

Terwijl een duiker afda alt, zorgt de drukverhoging ervoor dat de lucht in de luchtruimten van hun lichaam samendrukt. De luchtruimten in hun oren, masker en longen worden als stofzuigers omdat de samengeperste lucht een negatieve druk creëert. Gevoelige vliezen, zoals het trommelvlies, kunnen in deze luchtruimten worden gezogen, wat pijn en letsel kan veroorzaken. Dit is een van de redenen waarom een duiker zijn oren moet klaren om te kunnen duiken.

Bij het stijgen gebeurt het omgekeerde. Afnemende druk zorgt ervoor dat de lucht in de luchtruimten van een duiker uitzet. De luchtruimten in hun oren en longen ervaren een positieve druk als ze overvol raken met lucht, wat leidt tot pulmonale barotrauma of een omgekeerde blokkade. In het ergste geval kan dit de longen of trommelvliezen van een duiker doen barsten.

Om een drukgerelateerd letsel (zoals een oorbarotrauma) te voorkomen, moet een duiker de druk in de luchtruimten van zijn lichaam gelijk maken aan de druk om hem heen.

Om hun luchtruimten gelijk te maken bij afdalingeen duiker voegt lucht toeaan hun lichaamsluchtruimten om het "vacuüm"-effect tegen te gaan door

• normaal ademen, dit voegt lucht toe aan hun longen elke keer dat ze inademen
• lucht aan hun masker toevoegen door hun neus uit te ademen
• lucht toevoegen aan hun oren en sinussen door een van de verschillende technieken voor oorcorrectie te gebruiken

Om hun luchtruimten op opstijgingte egaliseren laat een duiker lucht uit hun lichaamsluchtruimten zodat ze niet overvol raken door

• normaal ademen, hierdoor komt er extra lucht uit hun longen elke keer dat ze uitademen
• langzaam opstijgen en de extra lucht in hun oren, sinussen en masker uit zichzelf laten borrelen

Drijfvermogen

Duikers regelen hun drijfvermogen (of ze nu zinken, opdrijven of "neutraal drijvend" blijven zonder te drijven of te zinken) door hun longvolume en drijfvermogencompensator (BCD) aan te passen.

Als een duiker afda alt, zorgt de verhoogde druk ervoor dat de lucht in hun trimvest en wetsuit (er zitten kleine belletjes in het neopreen)samenpersen. Ze worden negatief drijvend (zinkt). Terwijl ze zinken, wordt de lucht in hun duikuitrusting meer samengedrukt en zinken ze sneller. Als ze geen lucht aan zijn trimvest toevoegen om te compenseren voor hun steeds negatievere drijfvermogen, kan een duiker al snel merken dat hij een ongecontroleerde afdaling moet maken.

In het tegenovergestelde scenario, als een duiker opstijgt, zet de lucht in hun trimvest en wetsuit uit. De uitzettende lucht maakt de duiker positief drijvend, en ze beginnen omhoog te drijven. Terwijl ze naar de oppervlakte drijven, neemt de omgevingsdruk af en blijft de lucht in hun duikuitrusting uitzetten. Een duiker moet tijdens het opstijgen voortdurend lucht uit zijn trimvest laten ontsnappen, anders riskeert hij een ongecontroleerde, snelle opstijging (een van de gevaarlijkste dingen die een duiker kan doen).

Een duiker moet lucht aan zijn trimvest toevoegen als hij afda alt en lucht uit zijn trimvest laten ontsnappen als hij opstijgt. Dit lijkt misschien contra-intuïtief totdat een duiker begrijpt hoe drukveranderingen het drijfvermogen beïnvloeden.

Bodemtijden

Bottom time verwijst naar de tijd dat een duiker onder water kan blijven voordat hij aan zijn opstijging begint. Omgevingsdruk beïnvloedt de bodemtijd op twee belangrijke manieren.

Verhoogd luchtverbruik vermindert bodemtijden

De lucht die een duiker inademt, wordt gecomprimeerd door de omringende druk. Als een duiker afda alt tot 33 voet of 2 ATA druk, wordt de lucht die hij inademt gecomprimeerd tot de helft van het oorspronkelijke volume. Elke keer dat de duiker inademt, is er twee keer zoveel lucht nodig om zijn longen te vullen dan aan de oppervlakte. Deze duiker gebruikt zijn lucht twee keer zo snel (of in de helft van de tijd) alsze zouden aan de oppervlakte komen. Een duiker zal zijn beschikbare lucht sneller opgebruiken naarmate hij dieper gaat.

Verhoogde stikstofopname verkort bodemtijden

Hoe groter de omgevingsdruk, hoe sneller de lichaamsweefsels van een duiker stikstof zullen opnemen. Zonder in details te treden, kan een duiker zijn weefsels slechts een bepaalde hoeveelheid stikstofabsorptie toestaan voordat hij aan zijn opstijging begint, of hij loopt een onaanvaardbaar risico op decompressieziekte zonder verplichte decompressiestops. Hoe dieper een duiker gaat, hoe minder tijd hij heeft voordat zijn weefsels de maximaal toegestane hoeveelheid stikstof opnemen.

Omdat de druk groter wordt met de diepte, nemen zowel het luchtverbruik als de stikstofopname toe naarmate een duiker dieper gaat. Een van deze twee factoren zal de bodemtijd van een duiker beperken.

Snelle drukveranderingen kunnen decompressieziekte veroorzaken (de bochten)

Verhoogde druk onder water zorgt ervoor dat de lichaamsweefsels van een duiker meer stikstofgas opnemen dan ze normaal aan de oppervlakte zouden bevatten. Als een duiker langzaam opstijgt, zet dit stikstofgas beetje bij beetje uit en wordt de overtollige stikstof veilig verwijderd uit de weefsels en het bloed van de duiker en uit zijn lichaam verwijderd wanneer hij uitademt.

Het lichaam kan stikstof echter maar zo snel verwijderen. Hoe sneller een duiker opstijgt, 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 verwijderen en de overtollige stikstof vormt bellen in hun weefsels en bloed.

Deze stikstofbellen kunnen decompressieziekte (DCZ) veroorzaken door de bloedtoevoer naar verschillende delen van het lichaam te blokkeren, wat kan leiden tot beroertes, verlamming en andere levensbedreigende problemen. Snelle drukveranderingen zijn een van de meest voorkomende oorzaken van DCZ.

De grootste drukveranderingen bevinden zich het dichtst bij het oppervlak

Hoe dichter een duiker bij de oppervlakte is, hoe sneller de druk verandert.

Diepteverandering / Drukverandering / 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 heel dicht bij het oppervlak gebeurt:

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

Een duiker moet de veranderende druk vaker compenseren naarmate hij dichter bij de oppervlakte komt. Hoe ondieper hun diepte:

• hoe vaker een duiker zijn oren en masker handmatig moet egaliseren.

• hoe vaker een duiker zijn drijfvermogen moet aanpassen om ongecontroleerde opstijgingen en dalingen te voorkomen

Duikers moeten extra voorzichtig zijn tijdens het laatste deel van de beklimming. Schiet nooit, nooit, recht naar de oppervlakte na een veiligheidsstop. De laatste 15 voet zijn de grootste drukverandering en moeten langzamer worden genomen dan de rest van de beklimming.

De meeste beginnersduiken worden om veiligheidsredenen in de eerste 40 voet water uitgevoerd om de opname van stikstof en het risico op DCZ te minimaliseren. Dit is zoals het hoortzijn. Houd er echter rekening mee dat het voor een duiker moeilijker is om zijn drijfvermogen te beheersen en te egaliseren in ondiep water dan in dieper water, omdat de drukveranderingen extremer zijn!