راز کپسول‌های غواصی: چگونه انحلال گازها در اعماق دریا چالش‌ساز می‌شود؟

مقدمه

غواصی در اعماق دریا مستلزم استفاده از تجهیزات خاصی است که مهم‌ترین آن‌ها کپسول‌های تنفسی است. اما یکی از چالش‌های اصلی در این فرایند، تأثیر افزایش فشار بر انحلال گازها در بدن غواص است. همان‌طور که در مقاله قبل بررسی شد، انحلال گازها در آب تابع عواملی مانند فشار و نوع گاز است. در غواصی، این اصل علمی تأثیر مستقیمی بر سلامت غواص دارد و در صورتی که مدیریت نشود، می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند مسمومیت با گازها و بیماری کاهش فشار شود.

کپسول‌های مورد استفاده در غواصی

بسته به نوع و عمق غواصی، ترکیب گازهای موجود در کپسول‌های تنفسی تغییر می‌کند:

۱. هوای فشرده (Compressed Air):

• شامل ۲۱٪ اکسیژن و ۷۹٪ نیتروژن است.
• برای غواصی‌های کم‌عمق مناسب است، اما در اعماق زیاد ممکن است منجر به مشکلاتی مانند مسمومیت با نیتروژن شود.

۲. نایتروکس (Nitrox):

• ترکیبی از اکسیژن و نیتروژن با غلظت اکسیژن بالاتر (معمولاً ۳۲-۳۶٪ اکسیژن).
• کاهش میزان نیتروژن محلول در بدن، کاهش ریسک بیماری کاهش فشار.
• برای غواصی‌های تفریحی در عمق متوسط استفاده می‌شود.

۳. تریمیکس (Trimix):

• ترکیبی از اکسیژن، نیتروژن و هلیوم.
• کاهش اثرات مسمومیت نیتروژن در اعماق زیاد.
• مناسب برای غواصی‌های عمیق و فنی.

۴. هلیوکس (Heliox):

• ترکیبی از اکسیژن و هلیوم، بدون نیتروژن.
• حذف ریسک مسمومیت نیتروژن، کاهش مقاومت تنفسی در اعماق زیاد.
• در غواصی‌های صنعتی و نظامی به کار می‌رود.

چالش‌های فیزیولوژیکی ناشی از انحلال گازها در غواصی

هنگام غواصی، فشار محیط افزایش می‌یابد و این مسئله روی انحلال گازها در بدن اثر می‌گذارد. این تغییرات می‌توانند مشکلات جدی ایجاد کنند:

۱. بیماری کاهش فشار (Decompression Sickness – DCS):

• در عمق بالا، نیتروژن بیشتری در خون حل می‌شود. هنگام صعود سریع، نیتروژن حل‌شده به‌سرعت از محلول خارج شده و به‌صورت حباب‌های گازی در بافت‌های بدن تشکیل می‌شود که باعث دردهای عضلانی، مشکلات عصبی و در موارد شدید مرگ می‌شود.
• راه‌حل: غواصان باید به‌صورت تدریجی و کنترل‌شده به سطح بازگردند تا نیتروژن به‌آرامی از بدن دفع شود.

۲. مسمومیت با نیتروژن (Nitrogen Narcosis):

• در عمق بیش از ۳۰ متر، نیتروژن محلول در بدن اثرات مخدری ایجاد می‌کند که می‌تواند منجر به کاهش تمرکز، اختلال در تصمیم‌گیری و حتی از دست دادن هوشیاری شود.
• راه‌حل: استفاده از ترکیباتی مانند هلیوکس که نیتروژن را حذف می‌کند.

۳. مسمومیت با اکسیژن (Oxygen Toxicity):

• در فشارهای بالا، اکسیژن بیش از حد در بدن حل شده و اثرات سمی روی سیستم عصبی دارد که می‌تواند منجر به تشنج و مشکلات ریوی شود.
• راه‌حل: کنترل میزان اکسیژن در کپسول‌ها، استفاده از گازهای ترکیبی.

۴. اثر هلیوم بر کاهش دمای بدن:

• هلیوم رسانای گرمایی بالایی دارد و استفاده زیاد از آن در مخلوط‌های غواصی ممکن است باعث افت دمای بدن غواص شود.
• راه‌حل: استفاده از لباس‌های گرم‌کننده مناسب.

ارتباط با انحلال گازها در آب

همان‌طور که در مقاله قبلی بررسی شد، انحلال گازها در آب تابع عواملی مانند فشار، دما و نوع گاز است. در غواصی، همین اصل علمی در بدن انسان نیز رخ می‌دهد، زیرا گازهای تنفسی در خون و مایعات بدن حل می‌شوند. افزایش فشار باعث افزایش میزان انحلال گازها شده و کاهش ناگهانی فشار (صعود سریع) منجر به خروج گازهای حل‌شده به‌صورت حباب‌های خطرناک می‌شود.

نتیجه‌گیری

غواصی نیازمند درک دقیق از رفتار گازها در بدن و محیط است. استفاده از ترکیبات گازی مناسب در کپسول‌های تنفسی، همراه با مدیریت صحیح صعود، می‌تواند از بروز مشکلات جدی مانند بیماری کاهش فشار و مسمومیت با نیتروژن جلوگیری کند. درک اصول انحلال گازها که در آب و بدن غواص مشابه عمل می‌کنند، نقش کلیدی در حفظ ایمنی غواصان دارد.