w przemyśle nurkowym wydajność aparatów oddechowych jest często określana jako praca oddychania. W tym kontekście zasadniczo oznacza to pracę przeciętnego pojedynczego oddechu pobranego przez określony aparat dla danych warunków ciśnienia otoczenia, środowiska podwodnego, natężenia przepływu podczas cyklu oddychania i mieszaniny gazów – nurkowie pod wodą mogą oddychać gazem bogatym w tlen w celu zmniejszenia ryzyka choroby dekompresyjnej lub gazami zawierającymi Hel w celu zmniejszenia skutków narkotycznych. Hel ma również wpływ na zmniejszenie pracy oddychania poprzez zmniejszenie gęstości mieszaniny, chociaż lepkość helu jest frakcjonalnie większa niż azotu. Istnieją normy dla tych warunków i aby dokonać użytecznych porównań między aparatami oddechowymi, muszą one być testowane zgodnie z tym samym standardem.
normy dotyczące testowania podwodnych aparatów oddechowychedytuj
- EN 250:2014. Sprzęt oddechowy-samodzielny aparat do nurkowania na sprężonym powietrzu w układzie otwartym-wymagania, badania, znakowanie.
- EN 14143:2013. Sprzęt oddechowy. Samodzielny aparat do nurkowania z respiratorem
- EN 15333 -1: 2008 COR 2009 – sprzęt do oddychania-aparat do nurkowania ze sprężonym gazem w układzie otwartym-Część 1: Aparat Popytu.
- BS 8547:2016 określa wymagania dotyczące stosowania regulatorów popytu na głębokościach przekraczających 50 m.
zmiany i zarządzanie pracą oddechuedytuj
czynniki wpływające na pracę oddychania podwodnego aparatu oddechowego obejmują gęstość i lepkość gazu, natężenia przepływu, ciśnienie pękania (różnica ciśnień wymagana do otwarcia zaworu odbiorczego) oraz ciśnienie zwrotne nad zaworami wydechowymi.
praca oddychania nurka ma zarówno składową fizjologiczną, jak i składową wyposażenia. dla danej mieszaniny gazów oddechowych gęstość wzrośnie wraz ze wzrostem głębokości. Większa gęstość gazu wymaga większego wysiłku, aby przyspieszyć gaz w przejściu między wdychaniem a wydechem. Aby zminimalizować pracę oddychania można zmniejszyć prędkość przepływu, ale zmniejszy to RMV, chyba że głębokość oddychania zostanie zwiększona w celu kompensacji. Powolne głębokie oddychanie poprawia wydajność oddychania poprzez zwiększenie obrotu gazu w pęcherzykach płucnych, a wysiłek musi być ograniczony, aby dopasować się do możliwego transferu gazu z RMV, który może być wygodnie utrzymywany przez długi czas. Przekroczenie tego maksymalnego ciągłego wysiłku może prowadzić do nagromadzenia się dwutlenku węgla, co może powodować przyspieszone tempo oddychania, ze zwiększoną turbulencją, co prowadzi do niższej wydajności, zmniejszenia RMV i wyższej pracy oddychania w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego. Na ekstremalnych głębokościach może to wystąpić nawet przy stosunkowo niskim poziomie wysiłku, a przerwanie cyklu może być trudne lub niemożliwe. Wynikający z tego stres może być przyczyną paniki, ponieważ postrzeganie jest niewystarczające dostawy gazu z powodu gromadzenia się dwutlenku węgla, choć utlenianie może być wystarczające.
ujemne statyczne obciążenie płuc zwiększa pracę oddychania i może się różnić w zależności od względnej głębokości membrany regulatora do płuc w urządzeniach z obwodem otwartym i względnej głębokości przeciwwagi do płuc w rebreatherze.
gęstość gazu przy ciśnieniu otoczenia jest czynnikiem ograniczającym zdolność nurka do skutecznego usuwania dwutlenku węgla na głębokości dla danej pracy oddychania. Przy zwiększonym ciśnieniu otoczenia zwiększona gęstość gazu oddechowego powoduje większy opór dróg oddechowych. Maksymalna wentylacja wysiłkowa i maksymalna wentylacja dobrowolna są zredukowane w funkcji gęstości, która dla danej mieszaniny gazów jest proporcjonalna do ciśnienia. Maksymalna wentylacja dobrowolna jest przybliżona przez pierwiastek kwadratowy gęstości gazu. Natężenie przepływu wydechu jest ograniczone przez wysiłek niezależny przepływ turbulentny. Gdy to nastąpi dalsze próby zwiększenia natężenia przepływu są aktywnie przeciwne do zamierzonego i przyczyniają się do dalszej akumulacji dwutlenku węgla. Skutki ujemnego statycznego obciążenia płuc są wzmacniane przez zwiększoną gęstość gazu.
aby zmniejszyć ryzyko hiperkapni, nurkowie mogą przyjąć wzorzec oddychania, który jest wolniejszy i głębszy niż normalnie, a nie Szybki i płytki, ponieważ zapewnia to maksymalną wymianę gazu na jednostkę wysiłku, minimalizując turbulencje i efekty martwej przestrzeni.
zatrzymanie dwutlenku węgla i toksycznośćedytuj
dwutlenek węgla jest produktem metabolizmu komórkowego, który jest eliminowany przez wymianę gazową w płucach podczas oddychania. Szybkość produkcji jest zmienna z wysiłkiem, ale istnieje podstawowe minimum. Jeśli szybkość eliminacji jest mniejsza niż szybkość produkcji, poziom wzrośnie i spowoduje objawy toksyczności, takie jak ból głowy, duszność i upośledzenie umysłowe, w końcu utrata przytomności, która może prowadzić do utonięcia. W nurkowaniu istnieją czynniki, które zwiększają produkcję dwutlenku węgla (wysiłek) i czynniki, które mogą upośledzać eliminację, czyniąc nurków szczególnie podatnymi na toksyczność dwutlenku węgla.
tlen jest zużywany i dwutlenek węgla produkowany w takich samych ilościach pod wodą jak na powierzchni dla tej samej ilości pracy, ale oddychanie wymaga pracy, a praca oddychania może być znacznie większa pod wodą, a praca oddychania jest podobna do innych form pracy w produkcji dwutlenku węgla.
zdolność nurka do reagowania na wzrost pracy oddechowej jest ograniczona. Wraz ze wzrostem pracy oddychania, dodatkowy dwutlenek węgla Wytwarza się podczas wykonywania tej pracy, co zwiększa potrzebę wyższego tempa eliminacji, który jest proporcjonalny do wentylacji, w przypadku znikomego dwutlenku węgla w zainspirowanym powietrzu.
produkcja dwutlenku węgla przez tkanki jest prostą funkcją metabolizmu tkanek i zużycia tlenu. Im więcej pracy wykonanej w tkance, tym więcej tlenu zostanie zużyte i tym więcej dwutlenku węgla zostanie wytworzone. Usuwanie dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych zależy od gradientu ciśnienia cząstkowego dyfuzji dwutlenku węgla między krwią a gazem pęcherzykowym. Gradient ten jest utrzymywany przez wypłukiwanie dwutlenku węgla z pęcherzyków płucnych podczas oddychania, co polega na zastąpieniu powietrza w pęcherzykach płucnych większą ilością dwutlenku węgla przez powietrze mniejszą ilością dwutlenku węgla. Im więcej powietrza przemieszczało się do pęcherzyków podczas oddychania, tym więcej dwutlenku węgla jest wypłukiwane i tym większy gradient ciśnienia między krwią żylną a gazem pęcherzykowym, który napędza dyfuzję dwutlenku węgla z krwi. Utrzymanie prawidłowego poziomu dwutlenku węgla jest krytycznie zależne od odpowiedniej wentylacji płuc, a istnieje wiele aspektów nurkowania, które mogą zakłócać odpowiednią wentylację płuc.
Pomiar wydajności podwodnego aparatu oddechowegoedit
urządzenie ANSTI służy do automatycznego testowania podwodnego aparatu oddechowego.