Bagaimana tekanan berubah di bawah air dan bagaimana perubahan tekanan mempengaruhi aspek scuba diving seperti pemerataan, daya apung, waktu dasar, dan risiko penyakit dekompresi? Tinjau dasar-dasar tekanan dan selam skuba, dan temukan konsep yang tidak pernah diberitahukan siapa pun kepada kami selama kursus perairan terbuka kami: bahwa tekanan berubah lebih cepat semakin dekat seorang penyelam ke permukaan.
Dasar
Udara Memiliki Berat
Ya, udara sebenarnya memiliki berat. Berat udara memberikan tekanan pada tubuh Anda—sekitar 14,7 psi (pon per inci persegi). Jumlah tekanan ini disebut tekanan satu atmosfer karena merupakan jumlah tekanan yang diberikan atmosfer bumi. Sebagian besar pengukuran tekanan dalam scuba diving diberikan dalam satuan atmosfer atau ATA .
Tekanan Meningkat Dengan Kedalaman
Berat air di atas penyelam memberikan tekanan pada tubuh mereka. Semakin dalam penyelam turun, semakin banyak air yang mereka miliki di atasnya, dan semakin banyak tekanan yang diberikannya pada tubuh mereka. Tekanan yang dialami seorang penyelam pada kedalaman tertentu merupakan penjumlahan dari semua tekanan di atasnya, baik dari air maupun udara.
Setiap 33 kaki air asin = tekanan 1 ATA
Tekanan yang dialami penyelam = tekanan air + 1 ATA (dari atmosfer)
Tekanan Total pada Kedalaman Standar*
Kedalaman / Tekanan Atmosfer + Tekanan Air = Tekanan Total
0 kaki / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
15 kaki / 1 ATA + 0,45 ATA = 1 ,45 ATA
33 kaki / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 kaki / 1 ATA + 1,21 ATA = 2,2 ATA
66 kaki / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
99 kaki / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
*ini hanya untuk air asin di permukaan laut
Tekanan Air Memampatkan Udara
Udara di ruang udara tubuh penyelam dan peralatan selam akan memadat saat tekanan meningkat (dan mengembang saat tekanan menurun). Kompres udara menurut Hukum Boyle.
Hukum Boyle: Volume Udara = 1/ Tekanan
Bukan orang matematika? Ini berarti semakin dalam Anda pergi, semakin banyak udara yang terkompresi. Untuk mengetahui berapa banyak, buatlah pecahan dari 1 di atas tekanan. Jika tekanannya 2 ATA, maka volume udara tekan adalah ½ dari ukuran aslinya di permukaan.
Tekanan Mempengaruhi Banyak Aspek Penyelaman
Sekarang setelah Anda memahami dasar-dasarnya, mari kita lihat bagaimana tekanan memengaruhi empat aspek dasar penyelaman.
Hal menyamakan
Saat penyelam turun, peningkatan tekanan menyebabkan udara di ruang udara tubuh mereka terkompresi. Ruang udara di telinga, topeng, dan paru-paru mereka menjadi seperti ruang hampa karena udara yang terkompresi menciptakan tekanan negatif. Selaput halus, seperti gendang telinga, dapat tersedot ke dalam ruang udara ini, menyebabkan rasa sakit dan cedera. Inilah salah satu alasan mengapa seorang penyelam harus menyamakan telinga mereka untuk scuba diving.
Pada pendakian, kebalikannya terjadi. Penurunan tekanan menyebabkan udara di ruang udara penyelam mengembang. Ruang udara di telinga dan paru-paru mereka mengalami tekanan positif saat udara menjadi terlalu penuh , menyebabkan barotrauma paru atau blok terbalik. Dalam skenario terburuk, ini bisa merusak paru-paru atau gendang telinga penyelam.
Untuk menghindari cedera terkait tekanan (seperti barotrauma telinga), seorang penyelam harus menyamakan tekanan di ruang udara tubuhnya dengan tekanan di sekitarnya.
Untuk menyamakan ruang udara mereka saat turun , seorang penyelam menambahkan udara ke ruang udara tubuh mereka untuk menangkal efek “vakum” dengan
- bernapas secara normal, ini menambah udara ke paru-paru mereka setiap kali mereka menarik napas
- menambahkan udara ke topeng mereka dengan menghembuskan napas dari hidung mereka
- menambahkan udara ke telinga dan sinus mereka dengan menggunakan salah satu dari beberapa teknik pemerataan telinga
Untuk menyamakan ruang udara mereka saat pendakian , seorang penyelam melepaskan udara dari ruang udara tubuhnya sehingga tidak terlalu penuh.
- bernapas secara normal, ini melepaskan udara ekstra dari paru-paru mereka setiap kali mereka menghembuskan napas
- naik perlahan dan membiarkan udara ekstra di telinga, sinus, dan topeng mereka menggelembung dengan sendirinya
Kemampuan mengapung
Penyelam mengontrol daya apung mereka (apakah mereka tenggelam, mengapung, atau tetap “melayang secara netral†tanpa mengambang atau tenggelam) dengan menyesuaikan volume paru-paru dan kompensator daya apung (BCD).
Saat seorang penyelam turun, tekanan yang meningkat menyebabkan udara di BCD dan pakaian selam mereka (ada gelembung kecil yang terperangkap di neoprene) menjadi padat. Mereka menjadi apung negatif (tenggelam). Saat mereka tenggelam, udara di peralatan selam mereka lebih padat dan mereka tenggelam lebih cepat. Jika mereka tidak menambahkan udara ke BCD-nya untuk mengkompensasi daya apungnya yang semakin negatif, seorang penyelam dapat dengan cepat mendapati diri mereka melawan penurunan yang tidak terkendali.
Dalam skenario sebaliknya, saat penyelam naik, udara di BCD dan pakaian selam mereka mengembang. Udara yang mengembang membuat penyelam mengapung secara positif, dan mereka mulai mengapung. Saat mereka mengapung ke permukaan, tekanan sekitar berkurang dan udara di peralatan selam mereka terus mengembang. Seorang penyelam harus terus mengeluarkan udara dari BCD mereka selama pendakian atau mereka berisiko mengalami pendakian cepat yang tidak terkendali (salah satu hal paling berbahaya yang dapat dilakukan penyelam).
Seorang penyelam harus menambahkan udara ke BCD mereka saat mereka turun dan melepaskan udara dari BCD mereka saat mereka naik. Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi sampai seorang penyelam memahami bagaimana perubahan tekanan memengaruhi daya apung.
Kali Bawah
Waktu bawah mengacu pada jumlah waktu penyelam dapat bertahan di bawah air sebelum memulai pendakian mereka. Tekanan sekitar mempengaruhi waktu dasar dalam dua cara penting.
Peningkatan Konsumsi Udara Mengurangi Waktu Bawah
Udara yang dihirup penyelam dikompresi oleh tekanan di sekitarnya. Jika seorang penyelam turun hingga 33 kaki, atau tekanan 2 ATA, udara yang mereka hirup dikompresi menjadi setengah dari volume aslinya. Setiap kali penyelam menghirup, dibutuhkan udara dua kali lebih banyak untuk mengisi paru-paru mereka daripada di permukaan. Penyelam ini akan menggunakan udaranya dua kali lebih cepat (atau separuh waktu) daripada di permukaan. Seorang penyelam akan menggunakan udara yang tersedia lebih cepat saat mereka menyelam lebih dalam.
Peningkatan Penyerapan Nitrogen Mengurangi Waktu Bawah
Semakin besar tekanan ambien, semakin cepat jaringan tubuh penyelam akan menyerap nitrogen. Tanpa membahas secara spesifik, seorang penyelam hanya dapat membiarkan jaringannya menyerap nitrogen dalam jumlah tertentu sebelum memulai pendakiannya, atau mereka menghadapi risiko penyakit dekompresi yang tidak dapat diterima tanpa penghentian dekompresi wajib. Semakin dalam seorang penyelam pergi, semakin sedikit waktu yang mereka miliki sebelum jaringan mereka menyerap jumlah maksimum nitrogen yang diperbolehkan.
Karena tekanan menjadi lebih besar dengan kedalaman, tingkat konsumsi udara dan penyerapan nitrogen meningkat semakin dalam penyelam pergi. Salah satu dari dua faktor ini akan membatasi waktu dasar seorang penyelam.
Perubahan Tekanan yang Cepat Dapat Menyebabkan Penyakit Dekompresi (Bends)
Tekanan yang meningkat di bawah air menyebabkan jaringan tubuh penyelam menyerap lebih banyak gas nitrogen daripada yang biasanya terkandung di permukaan. Jika seorang penyelam naik perlahan, gas nitrogen ini mengembang sedikit demi sedikit dan kelebihan nitrogen dengan aman dihilangkan dari jaringan dan darah penyelam dan dilepaskan dari tubuhnya saat mereka menghembuskan napas.
Namun, tubuh hanya dapat menghilangkan nitrogen dengan sangat cepat. Semakin cepat penyelam naik, semakin cepat nitrogen mengembang dan harus dikeluarkan dari jaringannya. Jika seorang penyelam mengalami perubahan tekanan yang terlalu besar terlalu cepat, tubuh mereka tidak dapat menghilangkan semua nitrogen yang mengembang dan kelebihan nitrogen membentuk gelembung di jaringan dan darah mereka.
Gelembung nitrogen ini dapat menyebabkan penyakit dekompresi (DCS) dengan menghalangi aliran darah ke berbagai bagian tubuh, menyebabkan stroke, kelumpuhan, dan masalah yang mengancam jiwa lainnya. Perubahan tekanan yang cepat adalah salah satu penyebab DCS yang paling umum.
Perubahan Tekanan Terbesar Berada Paling Dekat dengan Permukaan.
Semakin dekat penyelam ke permukaan, semakin cepat tekanan berubah.
Perubahan Kedalaman / Perubahan Tekanan / Peningkatan Tekanan
66 hingga 99 kaki / 3 ATA hingga 4 ATA / x 1,33
33 hingga 66 kaki / 2 ATA hingga 3 ATA / x 1,5
0 hingga 33 kaki / 1 ATA hingga 2 ATA / x 2.0
Lihatlah apa yang terjadi sangat dekat dengan permukaan:
10 hingga 15 kaki / 1,30 ATA hingga 1,45 ATA / x 1,12
5 hingga 10 kaki / 1,15 ATA hingga 1,30 ATA / x 1,13
0 hingga 5 kaki / 1,00 ATA hingga 1,15 ATA / x 1,15
Seorang penyelam harus mengkompensasi perubahan tekanan lebih sering semakin dekat mereka ke permukaan. Semakin dangkal kedalamannya:
• semakin sering seorang penyelam harus menyamakan telinga dan maskernya secara manual.
• semakin sering seorang penyelam harus menyesuaikan daya apungnya untuk menghindari pendakian dan penurunan yang tidak terkendali
Penyelam harus berhati-hati selama bagian terakhir dari pendakian. Jangan, jangan pernah, menembak langsung ke permukaan setelah berhenti dengan aman. 15 kaki terakhir adalah perubahan tekanan terbesar dan perlu dilakukan lebih lambat daripada pendakian lainnya.
Kebanyakan penyelaman pemula dilakukan di kedalaman 40 kaki pertama untuk tujuan keamanan dan untuk meminimalkan penyerapan nitrogen dan risiko DCS. Ini adalah sebagaimana mestinya. Namun, perlu diingat bahwa lebih sulit bagi penyelam untuk mengontrol daya apung dan menyamakan kedudukan di perairan dangkal daripada di perairan yang lebih dalam karena perubahan tekanannya lebih ekstrem!