감압 모델과 운용

1. 감압 모델의 개발

 

스코틀랜드 출신의 생리학자 John Scott Haldane은 염소를 이용한 실험을 통하여 최초의 감압 이론을 개발했다.

 

그는 신체의 다양한 조직이 예측 가능한 수학적 관계 속에서 질소를 흡수·배출한다는 가설을 세우고 가상적 조직 속의 질소량을 탐지하여 감압 모델을 구성했다.

 

Haldane의 감압 모델에는 5 가지의 조직이 사용되었다.

이 감압 모델이 전통적으로 사용되다가 1950년대 후반에 미해군이 새로운 감압 모델을 개발할 때는 6가지의 조직이 사용되었고, 현대의 다이브 컴퓨터에는 6-12 가지의 조직이 사용되고 있다.

 

 

2. 질소 흡수량과 Half time

만약 당신이 오랫동안 다이빙을 하지 않으면 모든 조직의 질소 흡수량은 '0'이다.

물론 인간은 1기압 속에서 살고 있으므로 이론적으로는 1기압의 질소 흡수가 이루어져 있다.

그러나 감압 이론에서는 이것을 '0'으로 취급하며 질소의 흡수는 다이빙 중에만 발생하는 것으로 규정되어 있다.

여러분은 지난 호를 통해서 조직의 질소 흡수는 Half time이 한 번씩 반복될 때마다 1/2씩 증가한다는 것과 흡수량을 해수의 압력 단위인 fsw[fsw=feet of sea water]로 표시한다는 것을 이미 알고 있다.

그러면 당신이 100ft로 다이빙했을 때 조직의 질소 흡수는 어떻게 될까?

 

이것을 [표1]을 통해 살펴보자.

[표1]은 5-Half time 조직의 질소 흡수를 나타내고 있다.

이 조직은 5분 후에 50fsw[100fsw의 1/2]의 질소가 축적되고, 10분 후에는 다시 25fswt[50fswt의 1/2]가 흡수되어 75fsw가 된다.

 

이와 같이 5-Half time 조직은 5분마다 나머지의 1/2씩의 질소를 흡수하는 것이다.

이와 동일한 상황에 있는 120-Half time조직은 2시간마다 동일한 결과가 생길 것이다.

 

3. 허용 최대 질소량과 무감압 한계[NDL]

John Scott Haldane이 감압 이론을 최초로 개발했지만 그것은 완전한 것이 아니었다.

그는 서로 다른 조직이 질소 흡수에 영향을 주는 것으로 믿었지만, 현대의 많은 생리학자들은 이에 대해 의문을 품고 있다.

또한 그는 다이버에게서 DCS의 증상이 나타나지 않으면 다이버의 몸 속에 기포가 생기지 않는다는 가설과 질소의 흡수와 배출은 남녀노소나 체력의 개인차를 고려하지 않은 가설을 바탕으로 그의 모델을 구성했다.

 

그러나 현대에 와서는 DCS의 증상이 없어도 기포가 형성된다는 것이 알려져 있다.

그리고 개인의 생리학적 변화에 맞는, 다시 말해서 개인차를 적용할 수 있는 감압 이론의 개발은 불가능하다는 것도 알려졌다.

이러한 연구의 축적에 의해서, 현대의 감압 이론은 John Scott Haldane의 이론을 엄격한 과학적 실험으로써 재평가하여 기포 형성을 최소화할 수 있도록 응용하고 있다.

[표2]는 Haldane 모델의 설명도이다.

 

긴 막대는 조직을 나타내며 그 밑에 Half time이 표시되어 있다.

그리고 각 항의 높이는 그 조직에 허용된 최대 질소량을 표시한다.

이를 통해 5-Half time 조직의 허용 최대 질소량은 90fsw이고 Half time이 길어질수록 허용 최대 질소량이 감소한다는 것을 알 수 있다.

120-Half time 조직은 허용 최대 질소량이 20fsw 정도에 불과하다.

이러한 값들은 무감압 한계의 근거가 된다.

미해군의 경우에는 120-Half time 조직의 허용 최대 질소량은 30fsw이다.

그리고 그보다 얕은 수심에 대한 다이빙 시간은 무제한이다.

왜 무제한이 되는가?

질소의 흡수는 다이버의 최대 수심을 초과할 수 없기 때문이다.

그래서 만약 최대 수심이 모든 조직의 최대 질소량보다 작으면 완전 포화가 허용된다.

이런 점에서 허용 최대 질소량은 상승을 묵인해도 되는 최대 수심이라고 생각하면 된다.

다시 말해서 무제한 다이빙은 허용 최대 질소량이 가장 작은 수심에서 가능하게 되는 것이다.

예를 들어 [표2]를 보면 120-Half time 조직의 허용 최대 질소량이 약 20fsw이므로 이보다 얕은 수심에서 하는 다이빙의 시간은 무제한이 된다.

최신의 다이브 컴퓨터 중에는 30ft보다 얕은 수심에서도 다비빙 시간을 예민하게 제한하는 것이 있지만, 일반적인 다이빙 현상을 고려할 때, 이러한 기능은 중요하다고 볼 수 없다.

 

4. 감압 이론의 운용

이제부터는 감압 모델의 구성을 살펴보도록 하자.

 

[표3]은 당신이 120ft로 하강했을 때의 각 조직의 질소 축적을 나타낸다.

표의 왼쪽에 있는 검은 기둥은 수심 기둥을 표시한다.

당신이 120ft에 도달하여 다이빙을 즐기면서 시간을 보내게 되면 최대값을 갖는 5-Half time 조직이 가장 빨리 채워지고 120-Half time 조직은 최저값을 가지므로 가장 늦게 채워질 것이다.

그러나 스포츠 다이버는 어떤 조직이라도 최대 질소량을 초과하기 전에 반드시 다이빙을 끝내야 한다.

이 원칙을 [표3]에 적용하면 조직의 최대 질소량은 120fsw보다 적어야 하기 때문에 빗금친 부분은 허용할 수 없는 질소량[unallowable nitrogen loading]이 된다.

그러므로 어떤 조직이 이 부분에 속하게 되면 NDL을 초과하게 되므로 상승 전에 반드시 감압 정지[decompression stop]을 해야 한다.

이것은 다이버의 권고 사항인 5m에서의 안전 정지[safety stop]와는 다른 것으로 안전한 출수를 위해서 반드시 실시해야 하는 필수 과정이 된다.

[표4]는 120ft에서 10분 동안 다이빙을 계속했을 때의 상황을 나타낸다.

각 조직에는 질소가 축적되는데 5-Half time 조직에 가장 빨리 그리고 가장 많은 질소가 축적됨을 알 수 있다.

[표5]를 보면 5-Half time 조직이 NDL에 이르렀음을 알 수 있다.

이 경우에는 5-Half time 조직이 가장 먼저 허용 최대 질소량에 도달하였으므로, 5-Half time 조직이 다이빙을 통제하게 되는 것이다.

전형적으로 120ft이상의 수심에서는 5-Half time 조직이 다이빙을 통제하는 것으로 규정되어 있다.

나머지 조직들은 다른 수심에서 그러한 작용을 하게 된다.

 

 

80ft 다이빙을 나타내는 [표6]은 새로운 사실을 보여준다.

여기서는 수심 기둥이 5-Half time 조직의 허용 최대 질소량보다 작다.

이것은 80ft에서 다이빙을 하면 아무리 오래 있어도 5-Half time 조직은 결코 그 한계에 도달할 수 없음을 보여준다.

이 수심에서는 10-Half time 조직이 가장 빨리 한계에 도달하지만,

[표7]을 통하여 20-Half time 조직이 한계에 가장 먼저 도달하여 80ft의 다이빙 시간을 통제함을 볼 수 있다.

 

이제 여러분들은 감압 모델이 어떻게 구성되는지를 개략적으로 알았을 것이다.

위에서 살펴 본 것과 같이 조직의 질소 축적을 수심에 따라 계산해 내면 하나의 감압 모델이 만들어지게 된다.

그러나 우리가 분명히 인식해야 할 것은 감압 모델이 수심별 허용 최대 질소량과 수심별 다이빙 통제 조직을 가정해서 수학적으로 계산해 낸 가상의 원리라는 점이다.
현대에는 전자 공학과 컴퓨터의 발달로 우수한 기능을 갖춘 다이브 컴퓨터가 판매되고 있다.

그러나 이것은 어디까지나 다이빙의 안전성을 높여주는 것이지 다이빙의 절대 안전을 보장하는 것이 아니다.

다이버는 이점을 분명히 인식하여 컴퓨터를 오용하거나 남용하는 어리석음에서 벗어나야 할 것이다.

 

출처: http://blog.daum.net/essekr/32  글쓴이: LexyDiver