на какую глубину можно погружаться с аквалангом без декомпрессии
Сайт Сергея Демченкова
Фотографии, статьи, заметки
Рекорды глубоководных погружений
Как некоторое время назад сообщили в новостях, российские дайверы из давинг-клуба «Water Deep» (Новороссийск) установили мировой рекорд глубоководных погружений в Чёрном море — 179,9 метра.
Ключевые слова здесь — «в Чёрном море». На самом деле это далеко не рекордная глубина.
Погружения на рекордные глубины с аквалангом и без
В 2007 году австрийский фридайвер Герберт Ницш (в другой огласовке — Нич) погрузился без акваланга на глубину 214 метров. Ему же принадлежит незарегистрированный рекорд погружения на глубину 249,9 метров (2012 год).
Из-за превышения скорости всплытия Ницш тогда получил серию микроинсультов. В ходе длительной реабилитации ему приходилось заново учиться владеть руками и ногами, восполнять пробелы в памяти. Однако благодаря умелому лечению, крепкому организму, а главное, несгибаемой силе воли ему удалось восстановить прежнюю форму.
Герберт Ницш. Рекордное погружение на 214 метра без акваланга
В 2013 году российский спортсмен Александр Костышен совершил погружение по методике фридайвинга (на задержке дыхания) на глубину в 265,22 метра. За прошедшие три года этот показатель так и не был перекрыт.
В 2005 году французский учитель начальных классов Паскаль Бернабе погрузился с автономным дыхательным снаряжением на глубину 330 метров.
Правда, это рекорд не был официально зарегистрирован, поэтому на звание абсолютного чемпиона претендует также Нуно Гомес, тогда же, в 2005 году, достигший глубины 318 метров. На спуск у него ушло всего 14 минут; общая же продолжительность погружения, с учетом декомпрессионных остановок (но об этом позже), превысила 12 часов.
Нуно Гомес. Мировой рекорд глубоководного погружения с дыхательным аппаратом
Максимальная глубина погружения на атмосферном воздухе составила 156 метров. Этой отметки удалось достичь британскому инструктору Марку Эндрюсу, правда, с огромным риском: после 140 метров он отключился и до глубины 70 метров, куда поднимали его аквалангисты из группы поддержки, так и не приходил в сознание.
И хотя глубина, покорённая новороссийскими дайверами, почти в два раза меньше достигнутого в 2005 году предела, не стоит относиться к ней пренебрежительно.
Опасности глубоководных погружений с аквалангом
Из-за высокой плотности давление под водой увеличивается на одну атмосферу через каждые десять метров. На максимальной для любительского дайвинга глубине 40 метров оно будет равно 5 атмосферам, на глубине 100 метров — 11, а на 330 метрах составит 34 атмосферы!
Поскольку регулятор акваланга подаёт дыхательную смесь в лёгкие ныряльщика под давлением, равным давлению воды, уже на глубине десяти метров он дышит воздухом в два раза более концентрированным, чем на суше. Чем глубже погружение, тем больше газов поступает в кровь дайвера при дыхании.
Зависимость прямо пропорциональная: при давлении в две атмосферы в крови в два раза больше растворённых газов, при трёх атмосферах — в три и так далее. Разумеется, чем меньше времени дайвер провёл на глубине, тем сильнее будет отклонение от этой закономерности.
Попутно замечу, что с глубиной сокращается время, на которое аквалангисту хватит запаса воздуха в баллонах. Давайте немного посчитаем.
Расходование воздуха на глубине
За один спокойный вдох к нам в лёгкие поступает примерно 0,5 литра воздуха. При атмосферном давлении стандартный пятнадцатилитровый баллон содержит… — именно! — 15 литров воздуха 🙂
Вопрос для тех, кто любит задачки с подвохом: на сколько вдохов хватит дайверу воздуха, содержащегося в пятнадцатилитровом баллоне под давлением, равным атмосферному? Правильный ответ см. в конце статьи, а я тем временем продолжу 🙂
Если воздух закачан в баллон под давлением 300 атмосфер, на поверхности его хватит примерно на 8970 вдохов. Если у вас получилась другая цифра, всё-таки загляните в конец статьи 🙂 Положим, человек дышит спокойно и размеренно и делает вдох каждые две секунды. В этом случае он обеспечен зарасом воздуха примерно на пять часов.
На глубине 10 метров давление, как я уже упоминал, равно двум атмосферам, поэтому с каждым вдохом в лёгкие аквалангиста поступает уже не поллитра, а литр воздуха. Таким образом, запас воздуха в баллоне будет исчерпан вдвое быстрее — его хватит только на 4470 вдохов. Соответственно сократится и максимальное время пребывания под водой.
На глубине 330 метров при вдохе расходуется 17 литров воздуха. Таким образом, у аквалангиста всего 235 вдохов вместо почти девяти тысяч и менее 8 минут времени — после этого воздух из баллона перестанет поступать. Правда, его останется там ещё около 500 литров (под давлением 34 атмосферы). При подъёме, по мере падения наружного давления, этот воздух можно будет использовать.
Оговорюсь, что пример этот условный — из серии про сферического коня в вакууме. Во-первых, темп вдоха-выдоха зависит от того, насколько тренирован аквалангист, как сильно он волнуется, и от множества других факторов (известно, что новичок расходует в среднем в полтора-два раза больше воздуха, чем дайвер-профессионал). А во-вторых и в-главных, на такую глубину на воздухе никто не погружается (почему — обсудим чуть позже).
Итак, какие же проблемы ожидают аквалангиста при глубоководных погружениях вследствие того, что он дышит воздухом под давлением, многократно превосходящим атмосферное?
Кислородное отравление
Если в баллонах акваланга находится обычный атмосферный воздух с 21% кислорода и 79% азота, уже на глубине 70 метров концентрация кислорода (а говоря более терминологично, его парциальное давление) превышает безопасный уровень, что чревато поражением центральной нервной системы.
Граница зоны кислородного отравления довольно подвижна и зависит от индивидуальных физиологических особенностей, уровня физической подготовки и даже общего состояния организма на момент погружения. По сведениям медицинских источников, кислородное отравление в тяжёлой форме гарантированно наступает при парциальном давлении кислорода, равном 2,5-3,0, т.е. на глубинах свыше 130 метров.
Чем глубже погружение — тем выше риск отравления кислородом. Поэтому глубоководные погружения «на воздухе» заслуженно считаются одним из самых рискованных видов дайвинга. Изменение процентного содержания кислорода и его сочетание с другими газами (вместо азота) снижают вероятность кислородного отравления.
Азотный наркоз
2. Проблема вторая — азотный наркоз. Высокая концентрация азота в крови оказывает на организм воздействие, подобное наркотическому или алкогольному опьянению: дайвер испытывает чувство беспричинной эйфории (либо напротив — беспокойства), утрачивает способность к концентрации внимания, перестаёт трезво оценивать свои действия, утрачивает чувство безопасности; возможны кратковременные потери памяти.
По словам Кусто, человек, находящийся под воздействием азотного наркоза, вполне способен вытащить загубник изо рта, решив в порыве пьяной щедрости поделиться с проплывающей мимо рыбой кислородом.
Физиологическая природа азотного наркоза до конца не изучена. Как правило, появление этого эффекта связывают с растворением азота в жировом слое, покрывающем нервные клетки, что препятствует распространению нервных импульсов.
Азот — единственный «наркотик», не вызывающий привыкания, не дающий в долгосрочной перспективе никаких отрицательных эффектов, от действия которого можно почти мгновенно избавиться, всплыв на меньшую глубину.
Граница зоны азотного наркоза так же, как и граница зоны кислородного отравления, подвижна. Наиболее чувствительные люди ощущают первые симптомы азотного опьянения уже на глубине 24 метров.
Среднестатистический дайвер подвергается действию азотного наркоза в настолько сильной форме, что это может вызвать проблемы с безопасностью, на глубинах более 40 метров. Это одна из причин, по которым нижняя граница любительских погружений установлена именно на таком уровне.
Чтобы избежать азотного наркоза, при глубоководных погружениях используют особые газовые смеси, носящие родовое название «тримикс» (от triple — тройной и mix — смесь); в России иногда используется аббревиатура КАГС (гислородно-азотно-гелиевая смесь).
Один из распространённых вариантов тримикса: 18% кислорода, 42% гелия и 40% азота. Как видим, содержание кислорода, по сравнению с атмосферным воздухом, здесь уменьшено на 3% (страховка от кислородного отравления), а содержание азота — почти вдвое (что позволяет пропорционально увеличить глубину безопасного погружения, без риска азотного наркоза).
Иногда используется гелиокс (смесь кислорода и гелия). Однако гелий производится в промышленных масштабах лишь в немногих странах (в том числе в США и в России), поэтому заправка баллонов тримиксом или гелиоксом обходится примерно в 5 раз дороже, чем обычным атмосферным воздухом.
При погружениях на глубины свыше 100 метров аквалангист, как правило, попеременно дышит несколькими смесями с разным процентным содержанием кислорода, азота и гелия.
Кессонная болезнь
3. Проблема третья — декомпрессионная (кессонная) болезнь. Как я уже говорил, чем глубже погружается дайвер и чем больше времени проводит на соответствующей глубине, тем больше кислорода, азота и / или гелия, растворяется в его крови.
В теории, пребывание на глубине трёхсот тридцати метров приводит к тридцатичетырёхкратному перенасыщению крови ныряльщика азотом / гелием, по сравнению с пребыванием на поверхности. На самом деле, этого не происходит: чтобы кровь успела насытиться избыточным газом в полном объёме, нужно провести на этой глубине определённое время.
При совершении же экстремальных погружений дайвер обычно задерживается на максимальной глубине не дольше нескольких секунд, достаточных для того, чтобы зафиксировать рекорд, и немедленно начинает подъём.
Но даже этих секунд (с учётом общей продолжительности погружения и всплытия) оказывается достаточно, чтобы кровь перенасытилась газами.
Декомпрессионная болезнь возникает при нарушении режима подъёма на поверхность. Рассмотрим классический пример, который приводят, наверное, все, кто пишет о кессонной болезни 🙂
Представьте себе бутылку шампанского. Когда она закупорена, давление в ней может достигать шести атмосфер. Углекислый газ, образовавшийся в процессе брожения, полностью растворён в вине. Но стоит открыть пробку, как как избыточная углекислота из-за разности давлений вскипает множеством пузырьков, которые и придают шампанскому его игристые свойства.
Аналогичный процесс происходит в крови водолаза: выделяющиеся в большом количестве пузырьки азота закупоривают кровеносные сосуды и могут вызвать болезненные явления разной степени тяжести — вплоть до летальных.
В любительском дайвинге все погружения планируются как бездекомпрессионные. Иначе говоря, время пребывания под водой, в зависимости от глубины погружения, рассчитывается так, чтобы в любой момент можно было без вредных для организма последствий осуществить контролируемое аварийное всплытие (подъём на поверхность со скоростью не более 18 метров в минуту).
Если дайвер приближается к бездекомпрессионному пределу пребывания под водой, рекомендуется для подстраховки совершить так называемую «остановку безопасности» на глубине пяти метров в течение трёх минут. Принцип бездекомпрессионности — ещё одна причина, по которой для любительского дайвинга установлен сорокаметровый лимит глубины.
При глубоководных погружениях для дайвера обязательны декомпрессионные остановки (тем более продолжительные, чем большая глубина была им достигнута), для того чтобы избыточный азот / гелий успел вывестись из крови. В результате подъём может растянуться на несколько часов, что требует дополнительных баллонов с дыхательной смесью, заранее подвешенных на тросе на уровне декомпрессионных «стоянок», и серьёзной поддержки с поверхности.
Надо заметить, что гелий, в отличие от азота, быстрее «вскипает» в крови. Таким образом, гелиевые дыхательные смеси, успешно защищая аквалангиста от азотного наркоза, существенно увеличивают время декомпрессии. За всё, как известно, приходится платить 🙂
Попутно — вопрос для самых въедливых 🙂 Почему, в отличие от гелия и азота, кислород не вызывает кессонной болезни?
Опасности фридайвинга
Погружение на большие глубины без акваланга имеет свою специфику. Длится оно обычно не более 7-10 минут (12 минут — максимальное зарегистрированное время задержки дыхания). Тем не менее этого оказывается достаточно, чтобы кровь успела насытиться избыточным азотом: огромное давление на глубине сжимает грудную клетку, так что объём лёгких уменьшается в несколько раз, а плотность воздуха, набранного в них при вдохе перед погружением, пропорционально возрастает.
В среднем объём человеческих лёгких составляет от 4 до 6 литров. Лёгкие «крупногабаритного» натренированного ныряльщика могут вмещать до 10 литров воздуха.
Возьмём «компромиссный» вариант — 7,5 литра. При погружении без акваланга на 40 метров их объём уменьшится до полутора литров, а плотность воздуха в них возрастёт в 5 раз. На глубине 120 метров их объём составит менее 600 миллилитров, а давление воздуха в них возрастёт до 12,5 атмосфер.
Таким образом, азотный наркоз и отчасти декомпрессионная болезнь угрожают не только аквалангистам, но и ныряющим на задержке дыхания фридайверам (пусть и в существенно меньшей степени, поскольку воздух в их лёгких не пополняется на протяжении всего погружения).
Однако сверх этого людей, занимающихся фридайвингом, поджидают дополнительные опасности:
Обжатие грудной клетки
1. Обжатие грудной клетки. При погружении на большие глубины объём лёгких под давлением воды может уменьшиться настолько, что фридайвер будет тяжело травмирован — вплоть до летального исхода.
В медицинских источниках усреднённый теоретический предел погружения без акваланга указывается равным 30-50 метрам. Индивидуальный теоретический предел погружения рассчитывается исходя из объёма лёгких и, как правило, при самых благоприятных показателях не превышает 120 метров.
Естественно, торжествующая практика порой разгромно побивает занудную теорию. Но людей, побивших теорию, чьи имена на слуху у всех фридайверов, — единицы. А вот безвестных ныряльщиков, которые своей смертью подтвердили надёжность теории, — многие и многие сотни. Так что подумайте, нужно ли именно вам идти на рекорд 🙂
Гипоксия
2. Следующая опасность — гипоксия (кислородная недостаточность), вызывающая потерю сознания, что под водой, мягко говоря, нежелательно. Не буду вдаваться здесь в описание физиологических особенностей этого явления, тем более что существует несколько вариантов развития гипоксии при фридайвинге.
Напомню лишь, что объём лёгких невелик и, даже имея специальную подготовку, при глубоководном погружении очень легко просчитаться и уйти «в минус» по кислороду.
Обжим маски и барторавмы
3. Еще одна опасность — обжим маски, а также баротравма среднего уха и гайморовых полостей. Более редкий и экзотический случай — баротоавма зуба (если в результате некачественного пломбирования в нём остался пузырёк воздуха).
Во всех этих случаях причина травмы — разница между давлением в воздушных полостях тела (либо полостях, прилегающих к телу, как подмасочное пространство) и давлением воды снаружи. При отсутствии лор-заболеваний в активной фазе всё это (кроме баротравмы зуба, от которой нет «противоядий», кроме повторного пломбированмя) легко предотвратить продувкой ушей и носа. Но при быстром погружении можно зазеваться и не успеть вовремя выровнять давление.
Подводя итоги
Хотя рекорд новороссийских дайверов и далёк от мировых достижений в этой области, не стоит относиться к нему пренебрежительно. Погружение на такую глубину — весьма рискованное дело, требующее большого мужества, отличной физической подготовки и высокой квалификации.
Мои поздравления, друзья! 🙂
ОТВЕТЫ:
1. Правильный ответ — не насколько 🙂 Выкачать воздух из из замкнутой ёмкости при давлении, равном атмосферному, способен только вакуумный насос.
2. Кислород, в отличие от азота и гелия, активно расходуется организмом, поэтому он не накапливается в крови поводника в количестве, способном вызвать кессонную болезнь.
Выбор смеси
Обычно, большинство всех погружений проходят с использованием обычного воздуха. Максимальная глубина при дайвинге на воздухе ограничивается 50 метрами. Но при погружении глубже, давление азота и кислорода увеличивается и азот начинает действовать опьяняюще. Это восприятие индивидуально, и невозможно вывести четкие формулы на какой глубине начнется «азотный наркоз». Но каждый дайвер, у которого богатый опыт погружений хотя бы раз в жизни встречался с этим явлением. Чтобы избежать азотного наркоза, в дайвинге начали использовать смеси, в которых количество азота сокращено за счет увеличения процента кислорода (найтрокс) или добавления третьего газа (тримиксы).
Нюансы использования смесей
Тримикс выгоден на период плавания на глубине, на период спуска и подъема. А на конечных остановках лучше использовать декомпрессионную смесь. При этом глубоководные погружения с аквалангом и большим количеством баллонов приводят к чрезмерной нагрузке. Несколько баллонов увеличивают риск при переходе. Проще с «глубоким воздухом», так все этапы проходят на одном виде смеси.
Глубоководное погружение без акваланга может выполняться при занятиях фридайвингом. Так можно обойтись без специализированного снаряжения, но нужно иметь навыки, сохранять внимательность и все планировать заранее.
Безопасность при погружениях
С целью обеспечения безопасности для достижения намеченной точки стоит тратить только треть смеси, столько же уходит на возвращение. Остальной состав остается на случай возникновения непредвиденных ситуаций. Глубокие заплывы требуют индивидуального расчета смеси для дыхания, с учетом потребностей дайвера просчитываются остановки для декомпрессии, дополнительно учитываются непредвиденные ситуации. Например, при планировании погружение на 40 метров, на 15 минут, следует добавить около 10 минут на непредвиденные остановки, декстопы. По итогу 25 минут могут растянуться на час с учетом поднятия и процедур декомпрессии.
Костюмы для дайвинга
Костюм для глубоководного погружения необходим для сохранения тепла и создания герметичности от влаги, поскольку в воде отдача тепла ускорена в 20 раз. Для этого изделия соединяют путем герметичного склеивания, используется неопрен или другие водонепроницаемые материалы.
Изделия делятся на сухие, полусухие и мокрые. Сухие костюмы представляют из себя герметичный комбинезон, внутрь которого вода не попадает совершенно. Они необходимы при использовании аквалангов. Неопреновые изделия обеспечивают частичную защиту от влаги и фиксируются с помощью молнии. Мокрые костюмы также используют при дайвинге, еще они актуальны для подводной охоты и купания.
Профессиональные водолазы используют специализированное снаряжение, выбор также зависит от температуры воды. Исходя из особенностей воды и целей погружения подбирается соответствующая толщина и тип материалов.
Каждое погружение – это декомпрессионное погружение
Вы когда-нибудь были на декомпрессионном погружении? Возможно, вы не занимались техническим дайвингом или погружениями, выходящими за пределы досягаемости без декомпрессии, но если вы вообще ныряете, вы погружались с декомпрессией. Подробнее мы расскажем в этой статье.
Каждое погружение предполагает некоторый уровень декомпрессии, даже если оно не требует декомпрессионных остановок. Это может звучать как чепуха, но изменение взгляда на рекреационные погружения обеспечивает соблюдение правил безопасного погружения и приводит к более консервативным практикам погружения.
Почему каждое погружение включает некоторую декомпрессию
Под водой, воздух которым дышит дайвер подается под давлением равным атмосферному давлению+давлению водяного столба. Ткани тела дайвера поглощают сжатый азот из воздуха (или другого дыхательного газа).
Этот поглощенный азот декомпрессируется во время подъема дайвера, когда он медленно движется вверх через постепенное снижение давления. При нормальных обстоятельствах тело дайвера устраняет расширяющийся азот, когда он поднимается.
Однако даже после всплытия небольшое количество азота остается в организме дайвера, и его тело продолжает вырабатывать азот в течение нескольких часов после погружения. Каждое погружение включает сжатие и поглощение азота, а также декомпрессию и удаление азота при подъеме и всплытии.
Похожие статьи: Плавучесть
Если мне не нужно делать декомпрессионную остановку, зачем мне об этом беспокоиться?
Понимание того, что даже мелкие рекреационные погружения с технической точки зрения включают декомпрессию, подчеркивает важность поддержания медленной, безопасной скорости всплытия и остановки безопасности при каждом погружении.
Нарушение правил безопасного погружения, даже при погружениях, которые не превышают или не приближаются к пределам без декомпрессии, могут увеличить риск для декомпрессионной болезни у дайвера, потому что каждое погружение связано с поглощением азота. Быстрое всплытие или нарушение других правил безопасного погружения может привести к тому, что азот в теле дайвера быстро разряжается и образует пузырьки в тканях его тела (DCS) или артериях (AGE).
Тот факт, что каждое погружение технически включает декомпрессию азота, также помогает объяснить, почему в редких случаях некоторые дайверы получают «незаслуженную» декомпрессионную болезнь — декомпрессионную болезнь, которая проявляется, даже если дайвер следовал правилам безопасного погружения.
Хотя «незаслуженные» декомпрессионные удары необычны в рекреационном дайвинге, они случаются. Это происходит из-за того, что по какой-то причине тело дайвера не смогло достаточно эффективно удалить разлагающийся азот из своей системы, чтобы предотвратить образование пузырьков азота.
Похожие статьи: Опасные морские животные
Дайверы имеют разные физиологии
Дайвер может заболеть декомпрессионной болезнью при соблюдении правил безопасного погружения. Пределы без декомпрессии, таблицы погружений и инструкции по безопасной скорости всплытия — это просто инструменты, которые дайвер может использовать, чтобы избежать поглощения такого большого количества азота или всплытия так быстро, что его тело не сможет эффективно устранить распадающийся азот.
Дайверы должны понимать, что эти рекомендации созданы с учетом «среднего» дайвера. Они основаны на экспериментальных данных, статистике несчастных случаев и математических алгоритмах. Ни один алгоритм или правило не гарантирует, что каждый дайвер, который следует ему, будет на сто процентов безопасен. Дайверы имеют разные физиологии.
Вывод один, дайверам имеющих временные или постоянные условия, которые могут предрасполагать их к декомпрессионной болезни, как и дайверам, которые имели несколько дней интенсивного дайвинга, следует совершать погружения более консервативно, чем рекомендовано в руководствах.
Взять на себя ответственность за безопасность
Вывод здесь состоит в том, что можно погрузиться в 40-футовое погружение (около 12 метров). Можно погрузиться в 30-футовое погружение (9 метров). Означает ли это, что дайверы должны паниковать и перестать нырять? Конечно, нет! Дайвинг, как и приключенческие виды спорта, имеет потрясающие показатели безопасности с относительно низким уровнем риска.
Мудрый дайвер возьмет на себя личную ответственность за безопасность своего погружения. Владение подводным компьютером отличное решение для мониторинга скорости всплытия. При погружениях на большие глубины всплытие должно осуществляться ступеньками. (поднялись на 1-2 метра выдержали на этой глубине 1- 2 мин, далее поднимаемся 1-2 метра и снова выдерживаем некоторое время и так далее). Избегайте физических нагрузок под водой и обязательно овладейте искусством расслабленной остановки безопасности. Сохраняйте спокойствие и неподвижность во время трех-пятиминутной остановки в конце каждого погружения, чтобы облегчить выброс азота.
Консервативный и безопасный дайвер проверит свое здоровье и физическое состояние перед погружением. Избегайте похмелья перед погружением. Не ныряйте, когда вы больны, истощены или испытываете сильный стресс, так как эти состояния могут повлиять на функционирование организма. И самое главное, вы должны быть хорошо увлажнены до и после погружения (пейте воду до и после погружения).
Помните также, что, хотя погружение заканчивается, когда дайвер достигает поверхности, его тело все еще выделяет азот в течение нескольких часов, если не дней, после погружения. Физическая нагрузка, физические упражнения и обезвоживание сразу после погружения могут усугубить или — в крайних случаях — привести к удару декомпрессии, которого можно было избежать!
Похожая статья: 5 советов плавания в водорослях
Вывод
Собираетесь ли вы нарушить правила безопасного погружения во время вашего следующего развлекательного погружения с аквалангом? Очень маловероятно. Тем не менее, рассмотрение каждого погружения как декомпрессионного погружения приводит к более консервативным методам погружения и объясняет многие правила безопасного погружения. Дайверы, которые понимают причины, лежащие в основе правил, с большей вероятностью будут следовать им!