Duiken

• duiken
  • duiken is wanneer een persoon water, een kamer of een andere omgeving binnengaat en wordt blootgesteld aan een druk die meer dan 0,1 atm boven de lokale atmosferische druk ligt en die, om in een dergelijke omgeving te overleven, lucht of andere ademgassen inademt met een druk die groter is dan de lokale atmosferische druk
• gassen
  • fysische eigenschappen van gassen
    • de atmosferische druk op zeeniveau is 1 atm (gelijk aan 101,3 kPa) en is de druk die wordt ervaren door alle delen van het menselijk lichaam op zeeniveau
      • water is veel dichter dan lucht (1 liter zoet water weegt 1 kg, terwijl 1 liter lucht 0,0012 kg weegt)
      • een kolom water van 10 m hoog oefent een druk van 1 atm uit, zodat voor elke 10 m diepte die de duiker in zee afdaalt, zijn lichaam een toename van de omgevingsdruk van 1 atm zal ervaren
        • op een diepte van bijvoorbeeld 30 m ervaart de duiker dus een totale druk van 4 atm (3 atm door de druk van het water plus 1 atm door de druk van de atmosfeer zelf)
  • De gaswetten en de oplosbaarheid van gassen zijn belangrijke overwegingen bij het duiken:
    • Wet van Boyle
      • stelt dat bij constante temperatuur de druk en het volume van het gas omgekeerd evenredig zijn:
        • PV=kwaarbij P de totale druk van het gas is en V het volume van het gas. k is een constante voor een bepaald gas of gasmengsel.
        • holtes in het lichaam die gas bevatten worden beïnvloed door de druk zoals aangegeven door de Wet van Boyle
          • De lucht in de longen die een duiker aan de oppervlakte inademt, krimpt bijvoorbeeld tot de helft van het oorspronkelijke volume op 10 m diepte, tot een derde op 20 m diepte enzovoort.
            • duikers ademen gas in met de omgevingsdruk van het omringende water en dit stelt de duiker in staat om gemakkelijk te ademen
              • naarmate de duiker echter dieper gaat, wordt het toegevoerde gas dichter en wordt het moeilijker om te ademen
            • als het gasvolume afneemt en er geen gas meer kan worden aangezogen om deze ruimte in te nemen, wordt deze ruimte opgevuld door lichaamsweefsels of door kleding - deze situatie wordt "squeeze" genoemd
              
              
    • Dalton's wet van partiële druk
      • de druk die wordt uitgeoefend door een mengsel van niet met elkaar reagerende gassen is de som van de druk die door de afzonderlijke gassen zou worden uitgeoefend als elk van hen alleen hetzelfde volume zou innemen:
        • Ptotal=P1+P2+...Pnwaarbij Pn de partiële druk van gas n is en Ptotal de totale druk van de gassen.
          
          
    • Henry-wet van oplosbaarheid van gassen in een vloeistof
      • de massa van een licht oplosbaar maar inert gas dat oplost in een gegeven hoeveelheid vloeistof bij een constante temperatuur is evenredig met de partiële druk van dat gas boven de vloeistof
        • Wiskundig: mn=cnPn
          • waarbij mn de massa is van gas n dat oplost in de vloeistof, cn de oplosbaarheidsconstante voor gas n en Pn de partiële druk van gas n boven de vloeistof.

Terwijl gassen zeer samendrukbaar zijn, variëren de weefsels in het lichaam in hun mate van samendrukbaarheid

• zenuwweefsel bijvoorbeeld zal een veranderde fysiologische functie beginnen te vertonen op een diepte van ongeveer 150 m, maar bot zal pas vervormen wanneer een veel hogere druk wordt bereikt

Fysiologische effecten van verhoogde druk

• De fysiologische effecten van drukveranderingen op de duiker worden grotendeels veroorzaakt door de gassen die de duiker inademt. De duik kan in twee fasen worden ingedeeld:
  • 1. De afdaling en het verblijf op diepte.
  • 2. De opstijging - decompressie