i dykkerindustrien kaldes åndedrætsapparatets ydeevne ofte som åndedrætsarbejde. I denne sammenhæng betyder det generelt arbejdet med et gennemsnitligt enkelt åndedrag taget gennem det specificerede apparat til givne betingelser for omgivende tryk, undervandsmiljø, strømningshastighed under åndedrætscyklussen og gasblanding – dykkere under vandet kan indånde iltrig åndedrætsgas for at reducere risikoen for dekompressionssygdom eller gasser indeholdende helium for at reducere narkotiske virkninger. Helium har også den virkning at reducere åndedrætsarbejdet ved at reducere blandingens densitet, selvom heliums viskositet er fraktioneret større end nitrogenets. Der findes standarder for disse forhold, og for at foretage nyttige sammenligninger mellem åndedrætsapparater skal de testes til samme standard.
standarder for test af åndedrætsapparater under vandrediger
- EN 250:2014. Åndedrætsudstyr-åbent kredsløb selvstændigt trykluftdykkerapparat-krav, test, mærkning.
- EN 14143: 2013. Åndedrætsværn. Selvstændig re-breathing dykkerapparat
- EN 15333 -1: 2008 COR 2009-åndedrætsudstyr-åbent kredsløb Umbilical leveret komprimeret Gas Dykkerapparat-Del 1: Efterspørgsel Apparat.
- BS 8547: 2016 definerer krav til efterspørgselsregulatorer, der skal anvendes i dybder på mere end 50 m.
variationer og styring af åndedrætsarbejdet
faktorer, der påvirker arbejdet med vejrtrækning af et åndedrætsapparat under vand, inkluderer gasens densitet og viskositet, strømningshastigheder, krakningstryk (den trykforskel, der kræves for at åbne efterspørgselsventilen), og modtryk over udstødningsventiler.
arbejde med vejrtrækning af en dykker har en fysiologisk komponent såvel som udstyrskomponenten. for en given åndedrætsgasblanding vil densiteten stige med en stigning i dybden. En højere gastæthed kræver større indsats for at fremskynde gassen i overgangen mellem indånding og udånding. For at minimere vejrtrækningsarbejdet kan strømningshastigheden reduceres, men dette vil reducere RMV, medmindre dybden af vejrtrækningen øges for at kompensere. Langsom dyb vejrtrækning forbedrer respirationseffektiviteten ved at øge gasomsætningen i alveolerne, og anstrengelsen skal begrænses for at matche den mulige gasoverførsel fra RMV, som komfortabelt kan opretholdes over lange perioder. Overskridelse af denne maksimale kontinuerlige anstrengelse kan føre til ophobning af kulsyre, hvilket kan forårsage accelereret vejrtrækningshastighed med øget turbulens, hvilket fører til lavere effektivitet, reduceret RMV og højere vejrtrækningsarbejde i en positiv feedback loop. På ekstreme dybder kan dette forekomme selv ved relativt lave niveauer af anstrengelse, og det kan være svært eller umuligt at bryde cyklussen. Den resulterende stress kan være en årsag til panik, da opfattelsen er af en utilstrækkelig gasforsyning på grund af ophobning af kulsyre, selvom iltning kan være tilstrækkelig.
negativ statisk lungebelastning øger åndedrætsarbejdet og kan variere afhængigt af den relative dybde af reguleringsmembranen til lungerne i åbent kredsløbsudstyr og den relative dybde af modlung til lungerne i en rebreather.
gastæthed ved omgivende tryk er en begrænsende faktor for en dykkers evne til effektivt at eliminere kulsyre i dybden for et givet åndedrætsarbejde. Ved øget omgivelsestryk forårsager den øgede vejrtrækningsgastæthed større luftvejsmodstand. Maksimal træningsventilation og maksimal frivillig ventilation reduceres som en funktion af densitet, som for en given gasblanding er proportional med trykket. Maksimal frivillig ventilation tilnærmes med en kvadratrodsfunktion af gastæthed. Udåndingsstrømningshastighed er begrænset af indsats uafhængig turbulent strømning. Når dette sker, er yderligere forsøg på at øge strømningshastigheden aktivt kontraproduktive og bidrager til yderligere ophobning af kulilte. Virkningerne af negativ statisk lungebelastning forstærkes af øget gastæthed.
for at reducere risikoen for hyperkapni kan dykkere vedtage et åndedrætsmønster, der er langsommere og dybere end normalt snarere end hurtigt og lavt, da dette giver maksimal gasudveksling pr.
kulsyre retention og toksicitetredit
kulsyre er et produkt af cellemetabolisme, som elimineres ved gasudveksling i lungerne under vejrtrækning. Produktionshastigheden er variabel med anstrengelse, men der er et grundlæggende minimum. Hvis eliminationshastigheden er mindre end produktionshastigheden, vil niveauerne stige og producere symptomer på toksicitet såsom hovedpine, åndenød og mental svækkelse, til sidst tab af bevidsthed, hvilket kan føre til drukning. I dykning er der faktorer, der øger kulsyre produktion (anstrengelse), og faktorer, der kan forringe elimination, hvilket gør dykkere særligt sårbare over for kulsyre toksicitet.
ilt forbruges og kulsyre produceres i samme mængder under vand som på overfladen for den samme mængde arbejde, men vejrtrækning kræver arbejde, og vejrtrækningsarbejdet kan være meget større under vand, og vejrtrækningsarbejdet ligner andre former for arbejde i produktionen af kulsyre.
en dykkers evne til at reagere på stigninger i vejrtrækningsarbejdet er begrænset. Efterhånden som vejrtrækningen øges, skubber den ekstra kulsyre, der produceres ved at udføre dette arbejde, behovet for højere elimineringshastighed, som er proportional med ventilation, i tilfælde af ubetydelig kulsyre i den inspirerede luft.
produktion af kulsyre i vævene er en simpel funktion af vævsmetabolisme og iltforbrug. Jo mere arbejde der udføres i et væv, jo mere ilt forbruges, og jo mere kulsyre produceres. Fjernelse af kulsyre i alveolerne afhænger af den delvise trykgradient for kulsyre-diffusion mellem blod og den alveolære gas. Denne gradient opretholdes ved at skylle kulsyre ud af alveolerne under vejrtrækning, hvilket afhænger af at erstatte luft i alveolerne med mere kulsyre med luft med mindre kulsyre. Jo mere luft bevæger sig ind og ud af alveolerne under vejrtrækning, jo mere kulsyre skylles ud, og jo større trykgradienten mellem det venøse blod og alveolær gas, der driver kulsyre-diffusion fra blodet. Vedligeholdelse af de korrekte kulstofniveauer er kritisk afhængig af tilstrækkelig lungeventilation, og der er flere aspekter af dykning, der kan forstyrre tilstrækkelig ventilation af lungerne.
måling af åndedrætsværn under vandrediger
ANSTI-maskinen bruges til automatisk test af åndedrætsværn under vand.