قوانین فیزیک در اختلالات ناشی از غوطه وری

 

قانون ارشمیدس ARCHIMEDES' PRINCIPLE

  بر اساس این قانون ، بدن در یک محیط مایع متناسب با نیروی تعادل وزن مایع جابجا شده غوطه ور می‌ ماند. به عبارت دیگر غوطه وری یک جسم در آب بر اساس تفریق میزان حجم جابجا شده از وزن جسم مشخص می‌شود. میزان اعمال وزن آب خالص 4/62 پوند بر فوت مکعب است. برای آب دریا 64 پوند بر فوت مکعب است. لذا در آب دریا بدن با نیروی بیشتری به طرف سطح بالا می‌آید. از طرف دیگر آب سرد دانسیته بیشتری نسبت به آب گرم دارد ، بنابراین در آب سرد نیز غوطه وری به سطح بیش از آب گرم خواهد بود.

  اطلاع و آگاهی از خصوصیات و عملکرد گازها در غواصی و در عملیات نجات و انتقال حائز اهمیت است . هوا دارای وزن است ، وزن فشار است و فشار بر اساس پوند بر اینچ مربع psi بیانمی‌شود.  در سطح دریا وزن هوا حدود 7/14 psi است که معادل یک اتمسفرATM است. وزن آب دریا 64 پوند به ازاء فوت مکعب است. برای تبدیل آن به پوند بر اینچ مربع باید بر 144(یعنی تعداد اینچ در فوت مکعب ) تقسیم شود. در عمق 33 فوت یک اتمسفر فشار زیر آب ایجاد می‌شود. بنابراین با استفاده از فشار اتمسفر زیر آب می‌توان عمق غواصی را تخمین زد.

  اصطلاح لیفت LIFT) ) عبارت است از مقدار نیرویی که لازم است تا یک شی ء را از قعر آب به سطح انتقال داد . اگر یک شیء در زیر سطح آب دریا دو فوت مکعب آب راجابجا نماید آنگاه نیروی مورد نیاز برای انتقال آن به سطح برابر با 128 پوند خواهد بود.(2x64). بر این اساس با برخی وسایل لیفتینگ نظیر لیفتینگ بگ می‌توان اشیا و اجسام را از قعر به سطح انتقال داد.

  آگاهی ارخصوصیات گازها برای تیم امداد و انتقال مصدومین غواصی حائز اهمیت است. به خاطر داشته باشید که شایعترین گاز مورد استفاده غواص ها ، هوای فشرده است و اکسیژن خالص هرگز در اعماق مورد استفاده قرار نمی گیرد و فقط با استفاده از سیستم های غواصی بسته مخصوص نیروهای نظامی در عمق تا 33 فوت از اکسیژن خالص استفاده می‌شود. اکسیژن بعنوان حیاتی ترین گاز استنشاقی 21 درصد هوای جو را تشکیل می‌دهد و در آب 89 درصد وزن آن را آب تشکیل می‌دهد. هرچند که حدود 79 درد هوای جو را نیتروژن تشکیل می‌دهد اما این گاز ارزش حیاتی برای انسان نداشته و در فشار بالا موجب خواب آلودگی فردمی‌شود. گاز منواکسید کربن حاصل از دستگاههای ر کننده کسول غواصی مکن است ایجاد شود و استنشاق آن موجب عوارضی نظیر گیجی و تنگی نفس شود که بلافاصله می‌بایست از استنشاق کپسول مربوطه خودداری نمود.

انسان تحت فشار حاصل از هوای جو قرار داشته و تا زمانی که در ارتفاع صعود نکرده (مثلا با هواپیما) و یا به زیر آب غوص نرفته باشد( غواصی) اثر فشار را بر بدن تجربه نخواهد کرد. اطلاع از اثرات تغییر فشار جو و در نتیجه تغییر در دانسیته و ترکیب گازها در غواصی و امداد حائز اهمیت است. قوانین فیزیک در اینجا کاربرد دارد.

 قانون بویلز Boyle’s Law

   این قانون بیان می‌دارد که با افزایش فشار، حجم گاز کاهش و دانسیته آن به نسبت افزایش فشار افزایش می‌یابد. بعبارت دیگر در درجه حرارت ثابت ، تغییرات فشار با تغییرات حجم گاز نسبت معکوس و با دانسیته آن گاز نسبت مستقیم دارد. توجه داشته باشید که آب بعنوان یک مایع تحت تاثیر افزایش فشار تغییر دانسیته نمی دهد. لذا با تغییر عمق آب دانسیته آب تغییر نمی کند اما دانسیته گاز درون کپسول غواصی و مجاری هوای فشردهمی‌شود.

 قانون دالتون Dalton’s Law

  به استناد این قانون در یک مخلوط گازی فشار حاصل از اجزا آن مخلوط تعیین کننده فشار نهایی مخلوط گازاست. این قانون خصوصا در خصوص منواکسید کربن مهم است . اگر فقط در ترکیب هوای کمپرس شده 02/0 درصد منواکسید کربن وجود داشته باشد در 5 اتمسفر میزان آن برابر با 1/0 درصد خواهد شد که خطرناک است. ( Table 2-3 و Table 2-4 )

 قانون هنری  HENRY'S LAW

این قانون بیا ن می‌دارد در درجه حرارت ثابت ، میزان حلالیت گاز در یک مایع وابسته به فشار نسبی گاز و ضریب حلالیت گاز در مایع دارد. به عبارت دیگر هنگامی که غواص به عمق فرو می‌رود گاز بیشتری در بافت بدن وی محلول می‌شود و به هنگام بالا آمدن این گاز آزاد می‌شود. (نظیر آنچه که برای نیتروژن رخ می‌دهد و موجب بروز بیماری Decompression sickness می‌شود)

 قانون چارلز CHARLES'LAW

بیان می‌دارد در فشار ثابت ، حجم گاز نسبت مستقیم با درجه حرارت دارد. مشکل پر کردن کپسول غواصی و در مجاورت قرار گرفتن با نور مستقیم خورشید و احتمال انفجار آن از این قانون تبعیت می‌کند. سرد شدن کپسول به هنگام ورود موجب کاهش حجم می‌شود.

   سایر قوانین فیزیک نظیر فیزیک نور، مکانیک ، انفجار و انتقال گرما نیز حائز اهمیت می‌باشند. قوانین فیزیک نور در محیط آب و اختلالات ناشی از آن مطرح است. شکست نور ناشی از تغییرات دانسیته هوا نسبت به آب موجب تغییر در:

•        فاصله ( نزدیکتر از حد معمول خواهد بود. اغتشاش آب هر چه بیشتر باشد جسم دورتر دیده می‌شود)

•        اندازه اشیاء ( بزرگتر از حد معمول به نظر می‌رسد)

•        شکل و رنگ اشیاء ( تغییر ابعاد فیزیکی و رنگ مشاهده می‌شود)

•        سرعت نور ( در هوا نسبت به آب بیشتر است)

•        اختلال تمرکز و تطبیق ( ناشی از عدم استفاده از ماسک صورت و عینک غواصی)

   از طرف دیگر انرژی مکانیکی که غالبا غواص را تحت تاثیر قرار می‌دهد انرژِی صوت است. صوت حرکات تناوبی تغییر فشار است که در یک گاز ، مایع یا جامد انتقال می‌یابد. هر چه دانسیته بیشتر باشد سرعت صوت بیشتر است. هرچه درجه حرارت کمتر باشد سرعت صوت بیشتر است . اختلال در سرعت رسیدن صوت به دو گوش غواص می‌تواند موجب اختلال در شناساییی جهت صوت گردد. ( نظیر موتور یک قایق یا صدای ناشی از وسایل غواصی گروهی).

  انفجار در زیر آب موجب ایجاد شوک اولیه ناشی از موج تخلیه انرژی می‌شود . شدت شوک اولیه به سه عامل بستگی دارد. این عوامل شامل سطح مقطع بدن غواص ، فاصله از منشاء انفجار و میزان مواد انفجاری می‌باشد. هر چه میزان سطح مقطع بدن غواص در مقابل موج حاصل از انفجار بیشتر باشد، آسیب وارده بیشتر خواهد بود . به همین دلیل توصیه می‌شود به هنگام انفجار ، غواص با حالت دراز کشیده بر روی سطح آب و قراردادن سر بالاتر از سطح آب و یا غوطه وری در آب به نحوی که از طرف اندام های تحتانی بطرف ناحیه انفجار قرار گیرد با ثرات مخرب موج انفجار مقابله نماید.

•                    فرمول محاسبه فشار موج انفجار بر غواص

•                    وزن TNT بر اساس پوند = W

•                    فشار بر روی غواص پوند بر اینچ مربع = p

•                    فاصله غواص از محل انفجار بر اساس فوت = r

 انتقال گرما از یک محیط به یک محیط دیگر بصورت انتقال مستقیم ( نظیر آب) و هدایت گرمایی (حرکت مایعات) و یا تشعشع انجام می‌شود. اگر به هنگام شروع غواصی درجه حرارت آب کمتر از 21 درجه سانتیگراد باشد، غواص به دلیل انتقال حرارت از بدن خود به محیط آب ، احساس لرز خواهد کرد. پوشش غواص در تبادل گرما ی بدن با آب حائز اهمیت است.

 Ref:

·          US Navy Diving Manual, " Diving Principles and Policy", (Volum1)

·          National Association Of Rescue Divers, "Diving Physics" Houston, Texas    

·          (2005), Internet Site: (http://www.rescuediver.org/index.htm )


منبع:marinemedicine.blogfa.com

/ 0 نظر / 73 بازدید