ความกดดันเปลี่ยนแปลงใต้น้ำอย่างไรและการเปลี่ยนแปลงความกดดันส่งผลกระทบต่อแง่มุมของการดำน้ำเช่นการทำให้เท่ากันทุ่นลอยน้ำเวลาต่ำสุดและความเสี่ยงต่อการเจ็บป่วยจากการบีบอัด ทบทวนพื้นฐานของแรงกดดันและการดำน้ำลึกและค้นพบแนวคิดที่ไม่มีใครบอกกับเราในระหว่างที่เปิดน้ำของเรานั่นคือแรงกดดันนั้นเปลี่ยนแปลงเร็วกว่ายิ่งนักดำน้ำอยู่ใกล้ผิวน้ำ

พื้นฐาน

อากาศมีน้ำหนัก

ใช่อากาศมีน้ำหนักจริง น้ำหนักของอากาศแรงกดดันต่อร่างกายของคุณ - ประมาณ 14.7 psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) จำนวนของความดันนี้เรียกว่าหนึ่ง บรรยากาศ ของความกดดันเพราะมันเป็นปริมาณของความกดดันที่ชั้นบรรยากาศของโลกออกแรง การวัดแรงดันส่วนใหญ่ในการดำน้ำแบบสกูบานั้นจะมีหน่วยเป็นชั้นบรรยากาศหรือ ATA

ความดันเพิ่มขึ้นพร้อมความลึก

น้ำหนักของน้ำที่อยู่เหนือนักประดาน้ำจะมีแรงกดดันต่อร่างกาย ยิ่งนักดำน้ำลึกลงไปเท่าไหร่ก็ยิ่งมีน้ำอยู่เหนือพวกเขามากเท่านั้นและยิ่งมีแรงกดดันมากในร่างกาย แรงกดดันจากประสบการณ์ของนักดำน้ำที่ระดับความลึกแน่นอนคือผลรวมของแรงกดดันทั้งหมดที่อยู่เหนือพวกเขา ทั้งจากน้ำและอากาศ

น้ำเกลือทุก 33 ฟุต = แรงดัน 1 ATA

กดดันนักดำน้ำประสบการณ์ = แรงดันน้ำ + 1 ATA (จากบรรยากาศ)

แรงดันรวมที่ความลึกมาตรฐาน *

ความลึก / ความดันบรรยากาศ + แรงดันน้ำ = ความดันรวม

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

อากาศในพื้นที่อากาศของนักดำน้ำและอุปกรณ์ดำน้ำจะถูกบีบอัดเมื่อความดันเพิ่มขึ้น (และขยายเมื่อความดันลดลง) อากาศบีบอัดตามกฎหมายของ Boyle

กฎของ Boyle: ปริมาณอากาศ = 1 / ความดัน

ไม่ใช่คนคณิตศาสตร์? ซึ่งหมายความว่ายิ่งคุณเข้าไปลึกเท่าใดก็จะยิ่งมีอากาศอัดมากขึ้นเท่านั้น หากต้องการทราบว่าทำได้มากน้อยเพียงใดให้ทำเศษส่วน 1 ส่วนกับความดัน หากความดันเท่ากับ 2 ATA ดังนั้นปริมาณของอากาศอัดจะเท่ากับ original ของขนาดดั้งเดิมที่พื้นผิว

แรงกดดันมีผลต่อการดำน้ำหลายประการ

ตอนนี้คุณเข้าใจพื้นฐานแล้วเรามาดูกันว่าแรงกดดันมีผลต่อการดำน้ำสี่ด้านพื้นฐานอย่างไร

การทำให้เท่าเทียมกัน

เมื่อนักดำน้ำลงมาความดันที่เพิ่มขึ้นจะทำให้อากาศในช่องอากาศของร่างกายอัดตัว ช่องว่างอากาศในหูหน้ากากและปอดของพวกเขากลายเป็นเหมือนเครื่องดูดฝุ่นเนื่องจากอากาศอัดสร้างแรงกดดันด้านลบ เยื่อหุ้มที่บอบบางเช่นดรัมหูสามารถดูดเข้าไปในช่องอากาศเหล่านี้ทำให้เกิดความเจ็บปวดและการบาดเจ็บ นี่คือหนึ่งในเหตุผลที่นักดำน้ำจะต้องทำให้หูของพวกเขาสำหรับการดำน้ำลึก

การย้อนกลับเกิดขึ้น การลดความดันทำให้อากาศในพื้นที่อากาศของนักดำน้ำขยายตัว ช่องว่างอากาศในหูและปอดของพวกเขาสัมผัสกับแรงกดดันในเชิงบวกเมื่อมันกลายเป็นอากาศที่มากเกินไปนำไปสู่ ​​barotrauma ปอดหรือบล็อกย้อนกลับ ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสิ่งนี้อาจทำให้ปอดของนักดำน้ำหรือแก้วหูระเบิด

เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับความดัน (เช่น barotrauma หู) นักดำน้ำจะต้องทำให้เท่ากันความดันในช่องว่างอากาศในร่างกายของพวกเขาด้วยความดันรอบ ๆ พวกเขา

เพื่อทำให้ช่องว่างอากาศของพวกเขาเท่ากันในการ สืบเชื้อสาย นักประดาน้ำ จะเพิ่มอากาศ เข้าไปใน ช่องอากาศ ของร่างกายเพื่อต่อต้านผลกระทบของ "สูญญากาศ" โดย

• การหายใจตามปกติจะเพิ่มอากาศเข้าไปในปอดทุกครั้งที่หายใจเข้า
• เพิ่มอากาศให้กับหน้ากากโดยหายใจออกทางจมูก
• เพิ่มอากาศให้กับหูและไซนัสของพวกเขาโดยใช้เทคนิคการปรับเสียงหูอย่างใดอย่างหนึ่ง

เพื่อทำให้เท่าเทียมกันช่องว่างอากาศของพวกเขาบนทาง ขึ้น นักดำน้ำ จะปล่อยอากาศออก จากช่องว่างอากาศในร่างกายของพวกเขา

• การหายใจตามปกติจะช่วยให้อากาศในปอดไหลออกมาทุกครั้งที่หายใจออก
• เคลื่อนตัวขึ้นอย่างช้าๆและปล่อยให้อากาศในหูรูจมูกและหน้ากากหลุดออกมาด้วยตนเอง

การพยุง

นักดำน้ำควบคุมการลอยตัวของพวกเขา (ไม่ว่าพวกเขาจะจมลอยขึ้นหรือยังคงอยู่ "ลอยตัวเป็นกลาง" โดยไม่ลอยหรือจม) โดยการปรับปริมาณปอดของพวกเขาและชดเชยทุ่นลอยน้ำ (BCD)

เมื่อนักดำน้ำลงมาความดันที่เพิ่มขึ้นทำให้อากาศใน BCD และชุดดำน้ำของพวกเขา (มีฟองอากาศเล็ก ๆ ติดอยู่ในนีโอพรีน) เพื่อบีบอัด พวกมันลอยตัวในทางลบ ขณะที่พวกเขาจมอากาศในอุปกรณ์ดำน้ำของพวกเขาจะอัดมากขึ้นและพวกเขาก็จะจมเร็วขึ้น หากพวกเขาไม่เพิ่มอากาศลงใน BCD ของเขาเพื่อชดเชยการลอยตัวเชิงลบที่เพิ่มมากขึ้นนักดำน้ำสามารถพบว่าตัวเองต่อสู้กับสายเลือดที่ไม่มีการควบคุมได้อย่างรวดเร็ว

ในสถานการณ์ตรงข้ามเมื่อนักดำน้ำขึ้นอากาศใน BCD และชุดดำน้ำจะขยาย อากาศที่กำลังขยายตัวทำให้นักดำน้ำลอยตัวในเชิงบวกและพวกเขาก็เริ่มลอยขึ้นมา เมื่อพวกมันลอยขึ้นสู่ผิวน้ำความดันบรรยากาศจะลดลงและอากาศในอุปกรณ์ดำน้ำของพวกเขาก็จะขยายตัวอย่างต่อเนื่อง นักดำน้ำจะต้องระบายอากาศออกจาก BCD อย่างต่อเนื่องในระหว่างการปีนเขาหรือเสี่ยงต่อการขึ้นทางที่ไม่มีการควบคุมและรวดเร็ว (หนึ่งในสิ่งที่อันตรายที่สุดที่นักดำน้ำสามารถทำได้)

นักดำน้ำจะต้องเพิ่มอากาศลงใน BCD ของพวกเขาเมื่อพวกเขาลงมาและปล่อยอากาศจาก BCD ของพวกเขาเมื่อพวกเขาขึ้น สิ่งนี้อาจดูขัดกับความเป็นจริงจนกว่านักดำน้ำจะเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงความกดดันมีผลต่อการลอยตัวอย่างไร

ด้านล่าง

เวลาด้านล่าง หมายถึงระยะเวลาที่นักดำน้ำสามารถอยู่ใต้น้ำก่อนที่จะเริ่มขึ้น ความดันบรรยากาศมีผลต่อเวลาด้านล่างด้วยสองวิธีที่สำคัญ

การใช้อากาศที่เพิ่มขึ้นช่วยลดเวลาด้านล่าง

อากาศที่นักดําน้ําหายใจนั้นถูกบีบอัดโดยความดันรอบ ๆ หากนักดำน้ำลงไปที่ 33 ฟุตหรือ 2 ATA ของความดันอากาศที่พวกเขาหายใจจะถูกบีบอัดให้เหลือครึ่งหนึ่งของปริมาตรดั้งเดิม ทุกครั้งที่นักดำน้ำสูดเข้าไปจะต้องใช้อากาศมากเป็นสองเท่าในการเติมเต็มปอดของพวกมันมากกว่าที่ผิวหน้า นักดำน้ำนี้จะใช้อากาศของพวกเขาสองครั้งอย่างรวดเร็ว (หรือครึ่งเวลา) ตามที่พวกเขาต้องการ นักดำน้ำจะใช้อากาศที่มีอยู่ของพวกเขาได้เร็วขึ้นยิ่งลึกเข้าไป

การดูดซับไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นช่วยลดเวลาด้านล่าง

ยิ่งความดันบรรยากาศมากเท่าไรเนื้อเยื่อของร่างกายของนักดำน้ำก็จะดูดซับไนโตรเจนได้เร็วขึ้น นักดำน้ำสามารถอนุญาตให้เนื้อเยื่อดูดซับไนโตรเจนในปริมาณหนึ่งเท่านั้นก่อนที่จะเริ่มขึ้นหรือไม่เสี่ยงต่อการเกิดโรคบีบอัดที่ไม่สามารถยอมรับได้โดยไม่ต้องหยุดบีบอัด ยิ่งนักดำน้ำเข้าไปลึกเท่าไหร่เวลาที่พวกเขามีเวลาน้อยลงก่อนที่เนื้อเยื่อจะดูดซับปริมาณไนโตรเจนสูงสุดที่อนุญาต

เนื่องจากความดันเพิ่มขึ้นเมื่อความลึกทั้งอัตราการใช้อากาศและการดูดซับไนโตรเจนจะเพิ่มขึ้นเมื่อนักดำน้ำลึกลงไป หนึ่งในสองปัจจัยนี้จะ จำกัด เวลาด้านล่างของนักดำน้ำ

การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วอาจทำให้เกิดการบีบอัดความเจ็บป่วย (การโค้ง)

แรงกดดันใต้น้ำที่เพิ่มขึ้นทำให้เนื้อเยื่อร่างกายของนักดำน้ำดูดซับก๊าซไนโตรเจนได้มากกว่าที่ปกติจะมีที่พื้นผิว หากนักดำน้ำขึ้นอย่างช้า ๆ ก๊าซไนโตรเจนนี้จะขยายตัวทีละน้อยและไนโตรเจนส่วนเกินจะถูกกำจัดออกอย่างปลอดภัยจากเนื้อเยื่อและเลือดของนักดำน้ำและปล่อยออกมาจากร่างกายของพวกเขาเมื่อพวกเขาหายใจออก

อย่างไรก็ตามร่างกายสามารถกำจัดไนโตรเจนได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น ยิ่งนักดำน้ำขึ้นเร็วเท่าไหร่ไนโตรเจนก็ยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้นและจะต้องถูกกำจัดออกจากเนื้อเยื่อ หากนักดำน้ำต้องเผชิญกับแรงกดดันที่เปลี่ยนแปลงเร็วเกินไปร่างกายของพวกเขาจะไม่สามารถกำจัดไนโตรเจนที่กำลังขยายตัวได้ทั้งหมดและไนโตรเจนส่วนเกินจะก่อตัวเป็นฟองในเนื้อเยื่อและเลือด

ฟองอากาศไนโตรเจนเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการบีบอัดความเจ็บป่วย (DCS) โดยการปิดกั้นการไหลเวียนของเลือดไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกายทำให้เกิดโรคหลอดเลือดสมองอัมพาตอัมพาตและปัญหาที่คุกคามชีวิตอื่น ๆ การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของ DCS

การเปลี่ยนแปลงแรงดันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอยู่ใกล้กับพื้นผิว

ยิ่งนักดำน้ำใกล้กับพื้นผิวมากเท่าไหร่ความดันก็จะเปลี่ยนแปลงเร็วขึ้น

การเปลี่ยนแปลงความลึก / การเปลี่ยนแปลงความดัน / การเพิ่มความดัน

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

ดูสิ่งที่เกิดขึ้นจริงใกล้กับพื้นผิว:

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

นักดำน้ำจะต้องชดเชยแรงดันที่เปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งยิ่งใกล้กับพื้นผิว ยิ่งระดับความลึกตื้นเขิน:

•นักดำน้ำที่บ่อยขึ้นจะต้องทำให้เท่ากันหูและหน้ากากของพวกเขาด้วยตนเอง

•นักดำน้ำที่บ่อยขึ้นจะต้องปรับการลอยตัวของพวกเขาเพื่อหลีกเลี่ยงการขึ้นและลง

นักดำน้ำต้องระมัดระวังเป็นพิเศษในช่วงสุดท้ายของการขึ้น ไม่เคยไม่เคยยิงตรงไปยังพื้นผิวหลังจากหยุดอย่างปลอดภัย 15 ฟุตสุดท้ายเป็นการเปลี่ยนแปลงความกดดันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและจำเป็นต้องดำเนินการช้ากว่าส่วนที่เหลือของปีนขึ้นไป

การดำน้ำเริ่มต้นส่วนใหญ่จะดำเนินการใน 40 ฟุตแรกของน้ำเพื่อความปลอดภัยและเพื่อลดการดูดซับไนโตรเจนและความเสี่ยงของ DCS นี่คือตามที่ควรจะเป็น อย่างไรก็ตามโปรดจำไว้ว่ามันเป็นเรื่องยากสำหรับนักดำน้ำในการควบคุมการลอยตัวและทำให้เท่ากันในน้ำตื้นกว่าในน้ำลึกเพราะการเปลี่ยนแปลงของแรงดันนั้นรุนแรงมาก!