공기 잠수를 할 때도 수심에 따른 규정잠수시간무갑압한계수심시간, 감압정지등을 규정 지어진 "잠수표(Diving Table)"에 의해서 계획된 잠수를 하게 됩니다. 

 

그와 마찬가지로 나이트록스 다이빙 역시 "EAN잠수표"라는 데이터 표를 기준으로 잠수를 행하게 되는데,

EAN의 잠수표 역시 공기잠수에 사용되는 "잠수표"를 기준으로 만들어 졌으며,

이 표는 여기에 서술하고져 하는  공식과 계산 방법인 EAD(Equivalent Air Depth) 환산 공식에 대입 되어 만들어진 것 입니다.

즉 '나이트록스로 잠수를 할 때 그 질소 부분압공기 잠수의 경우에 어느 수심에 있을 때의 질소 부분압과 같은 가'를 계산하는 것으로,  

이 계산법은 군사잠수와 산업잠수에서는 30년 이상 사용되어 온 공식입니다.  

 

EAD : 설정된 기체로 머무는 수심의 분압=공기로 머무는 수심의 분압           

 

 [(I.O - FO2)x (D + 10)]= [(1-0.21) x (d +10)]  

 

I.O = 기체에 포함된 각 기체 압력의 합(1기압 조건) 

FO2 = 산소의 %를 소수점 숫자로 환산한 값

D = 설정 기체에 의한 해수의 수심(미터)

10=대기압인 1기압에다른 수심으로 (절대압에 대한 수심)

0.21 = 공기 중 산소의 함량 21%

d = 일반공기 일때 수심(미터)

 

노아의 나이트록스 1 잠수표를 소지하지 않았고,

단지 공기 다이빙에 필요한 잠수표(미 해군 잠수표 등 )를 가지고 있다면,

상기의 공식에 의해 그에 해당되는 EAD값을 구할 수가 있읍니다.  

 

계산의 보기 :  

NOAA Nitrox 1 (EAN I)를 이용하여 해수 30m에 잠수를 계획하고 있다면,

일반공기로 몇미터 수심에서 잠수한것이나 마찬가진가?  

 

EAD = (1-0.32)x (30+10)/(1-021) - 10 = 20.4m 

 

즉 공기 잠수표에서 20.4미터를 기준으로 잠수를 계획하면 되듯이,

실제 30m에서 잠수를 했지만, 압축공기로 수심 20.4m에서 잠수한 정도의 질소 축적 뿐이 없는 것이 됩니다.

 

제 블로그에 "이론만물경"에 2004녕 9월30일자<<다이빙을 위한 "다이빙테이블"의 한 예 >>에 보시면,

 

"NAUI"라는 협회에서 만들어 배포된"다이빙테이블"에다가 수심에 따른 "무감압 최대 잠수시간"을 대입 해 보면,  

수심30m에서 잠수 시에는 최대로 22분 머물 수 있으나,

수심 21m에서는 45분을 머물 수 있읍니다.  

 

고로, 나이트록스로 30m에서 잠수를 했다고 해도 45분을 머물 수 있다는 이야기죠.  

이것을 볼 때도 나이트록스다이빙이 체내 질소 축적이 덜 되어 잠수시간을 연장시키는 효과를 가져 오는데,

이런 차이는 수면에서부터 45m 수심까지의 영역에서 나타 나지만,

보다 더 뚜렸한 차이의 효과를 얻을 수 있는 수심은 24m~40m 영역이다.   

 

이는 24m보다 얕은 쪽에서는 실제로 잠수 시에 허용 잠수시간이 길기 때문에 자신이 보유하고 있는 기체가 먼저 바닥나기 때문이며,

40m이상에서는 EAN의 산소중독증이 공기의 질소마취 보다 훨씬 더 위험하기 때문에 이 영역이 가장 효과적으로 사용 할 수 있는 수위가 될 수 있으며,  

이런 적정 범위 수심에서는 일반 공기잠수보다 잠수시간을 최고 2배까지 증가시킬 수 있다.

 

<< 엉터리 >>

과연 어느 정도의 깊이 이내에서 잠수를 하여야 만이

이렇게 "잠수병"보다 무섭다는 "산소중독"에서 안전한가를 계산 해 보겠읍니다.


한계수심 계산방법:


최대 허용 산소분압 1.6기압(미해군성 데이터)로 제한 하게 됩니다.

 

그 이유는 우리가 호흡하는 기체속에 포함된 산소의 최소 한계량최대 허용량
산소의 함유랑과 관계가 없고 산소의 부분압과 관계가 있는데,


인체의 산소 사용 가능범위약 0.16 기압에서 1.6 기압범위 이며,

산소 부분압이 최대 허용 부분압1.6 기압 이상이 되면

산소 중독이 발생하고,

최소 한계 부분압0.16 기압 이하 이면

저산소증이 발생하게 됩니다.

 

대기압(1기압 임)에서 우리가 호흡을 하고 있는 공기는 

산소가 약 21% 이므로,

산소의 부분압은 0.21 기압이 되겠지요,


레크레이션 다이빙에서는 약 40m이내에서 잠수를 하는 것을 규정하고 있는데,

 

안전한 잠수를 위하여 산소 부분압은 1.0 기압이 되는 수심으로

아래에 서술된 방식으로 계산 해 보면 40m까지 라고 계산되어 질 겁니다.

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계산에 들어 가기에 앞서

처음 잠수 교육을 받게 되면 "잠수 물리학"이라는 장에서

압력에 대한 간단한 이론이 나오는데,

여러가지 법칙 중에 "달톤의 법칙"이라는게 나오죠.

 

이런 내용들을 간단히 서술하면,

 

★압력의 정의★


대기압 : 지구를 둘러 싸고 있는 대기의 무게(이것을 1기압이라고 합니다.)
수압 : 해수의 경우 10m마다 1기압씩 증가하게 됩니다.
게이지압 : 대기압 상태에서 0으로 표시되니깐,수심 10m에서는 1기압으로 표시되겠죠?
절대압 : 게이지압(수압)에 대기압을 더한 압력으로 실제 우리가 받고 있는 압력이겠네요. 

★달톤의 법칙★ 


달톤이 정의를 내리기를 "전체의 압력은 부분압을 더한 합과 같다"

 

다시 말해서

P = P1 + P2 + P3 .................PN

예를 들자면 대기중 압력인 1기압은 0.21(산소) + 0.79(질소)

(기타 소량의 기체는 생략하고...)
하나더,

3기압 일때의 산고의 부분압은 0.21x 3 =0.63기압 입니다 .
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"잠수물리학"에 대한 기초지식을 아셨다면,

이제 "한계수심"에 대해서 계산 해 보겠읍니다.

 

일반 공기 일때:


산소분압은 21%(즉 분압은 0.21기압/1기압=대기압)


1.6기압÷0.21기압=약7.62배(대기압이 1기압이므로 7.62기압-절대기압-)

7.62기압-1기압(대기압)=6.62기압(수압 또는 게이지압) 증가되는 수심까지 잠수가능


수심 10m마다 1기압증가 이므로

6.62기압x10m/1기압= 66.2m

고로 약 66미터 이내까지 산소중독에는 노출이 안 됨.



EAN 32 일때:


산소분압은 21%(즉 분압은 0.21기압/1기압=대기압)


1.6기압÷0.32기압=5.0배(대기압이 1기압이므로 5.0기압-절대기압-)

5.0기압-1기압(대기압)=4.0기압(수압 또는 게이지압) 증가되는 수심까지 잠수가능


수심 10m마다 1기압증가 이므로

4.0기압x10m/1기압= 40m

고로 40미터 이내까지 산소중독에는 노출이 안 됨.


EAN 36 일때:


같은 방법으로 계산을 하게되면,

약34미터 이내까지 산소중독에는 노출이 안 됨.


그렇다면 순수 100%의 산소로 잠수를 할 수 있는 수심을 계산하여 보면,

불과 6m이내까지 안전하다고 할 수 있지만,

산소중독은 산소의 압력과 그 경과 시간이란 두가지 요소가 복합되어 나타나기 때문에

낮은 분압이라 해도 장시간의 노출조건에서도 발생하는 것이므로,

활동 중 일 때의 한계산소분압인 1.4기압을 기준으로 계산한다면,

불과 4m이내에서 만이 잠수를 시행하여야 한다는 결론이 나오기 때문에

실제적으로 잠수를 할 수 없다는 결론이 나오게 됩니다.


그래서 잠수인들이 물속으로 뛰어 들 때,

어깨에 둘러 멘 공기통을 일반인들이 간혹 “산소통”이라고 하지만,

진짜로 공기통이 아닌 산소통을 메고 들어 갔다면

그 잠수인은 아마 지금 쯤 “식물인간”으로 병원에 누워 있지 않을까요?


그래서 아무리 엉터리 잠수인이라고 해도

공기통산소통이라고 하는 잠수인은 없습니다.

 

일반 메스컴에서 가끔은

"고기를 잡으러(진짜 잠수인들은 관찰 만 합니다.)잠수부(이런 표현도 일본의 잔재)가 산소통을 메고 물속에서 들어...."

등과 같은 내용이 나오면 황당하기 까지 합니다. 

일전에 서술되어 있는 바와 같이 나이트록스(EAN)장점은 다음과 같이 요약 할 수 있읍니다. 

 

***********************************

 

산소의 성분을 높여 상대적으로 질소성분을 낮추었기 때문에,

질소로 인해 발생되는 감압병에 걸릴 확률이 낮아지는 것과 질소 마취의 위험도를 낮출 수 있읍니다.

 

또, 잠수를 통하여 체내의 축적되는 질소의 정도도 경감 되므로,

공기를 이용한 잠수보다 인체에 용해되는 누적 질소의 양이 적기 때문에 
동일한 조건에서 동일한 수심의 잠수를 할 경우 무감압 한계시간이 연장되는 효과를 가져 올 뿐 만 아니라,

잠수 후 상승 시에 시행하게 되는 감압정지시간도 효과적으로 줄일 수 있읍니다.

 

그밖에도 반복 다이빙으로 누적 될 수 있는 질소가 적어 잠수를 마치고 재잠수하기 전에 체내질소를 배출을 하기 위한  "수면 휴식 시간(surface interval)"이 짧아지므로 잠수가능  시간이 길어지며,

잠수를 마치고 비행기 승선 할 경우에도 질소배출을 위한" 비행 금지 시간"을 줄이게 되는 효과를 가져 옵니다.

 

그리고 높은 농도의 산소 공급으로 인해 인체조직 속에 산소 용해를 증가시켜 줌으로서,

"바로트라우마(barotrauma)"의 상해가 생겨도 후유증에서 유리할 뿐 만 아니라, 

잠수 후에도 피로 회복 증진에 도움을 주는 것은

물론 잠수 중에도 기분이 쾌적하게 느껴지게 됩니다.

 

그 이유는 확실하지는 않으나,

잠수 시에 체내에서는 지속적으로 질소에 대해 영향을 받고 있지만,

겉으로는 나타내지 않는 상태의 숨은 감압병이

공기잠수에서 보다는 증상이 크게 억제되기 때문일거라고

엉터리 같은 생각을 해 봅니다.

 

이것은 또 다른 이유에서도 증명이 되고 있는데,

공기잠수에서 많은 잠수인들이 공기를 아끼려고 안전수칙 위배 되는 호흡조절을 하고 있는 것은 사실이고,

(잠수 교본에서는 숨을 참지 말고 자연스럽게 호흡하기를 권장함)

 

이럴 경우에 다이버는 체내에 이산화탄소 누적으로 수반되는 후유증인 두통을 호소하게 되는 반면에

EAN잠수에서는 이산화탄소 누적이 약화되어 두통이 나타나지 않는 예가 많이 있읍니다.

 

(참고: EAN 잠수는 공기잠수보다 공기 소모율이 10%가 감소되며 경우에 따라서는 최고 25%까지 감소되기도 합니다.)

 

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하지만 관가해서는 안 될 중요한 단점은

산소성분이 높다는 것 때문에 발생 될 수 있는

산소중독에 노출될 수 있다는 것이 가장 큰 문제이며,

이를 방지키 위해서는 정규교육과 함께

필히 그에 따른 안전수칙을 제대로 지켜야 겠읍니다.

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