Thợ lặn và đồng hồ lặn: Mọi điều bạn cần biết
Nội dung bài viết
- Tại sao lặn lại phức tạp?
- Khoa học phục vụ lặn: Trước thập niên 1960
- Từ khoa học đến thực tiễn: Giai đoạn từ thập niên 1960 đến đầu thập niên 19990
- Từ khoa học đến thực tiễn: Từ thập niên 1990 đến nay
- Điều gì liên quan đến thợ lặn dưới nước?
- Van thoát khí Heli
- Đồng hồ lặn ngày nay
Tại sao lặn lại phức tạp?
Càng xuống sâu, cơ thể chúng ta càng phải chịu nhiều áp lực hơn (cứ thêm 1 bar cho mỗi 10 mét độ sâu). Không khí trong bể nuôi phổi của chúng ta chứa 79% nitơ và 21% oxy. Trong khi thở, oxy được chuyển hóa thành carbon dioxide và thoát ra khỏi cơ thể chúng ta. Chất này chủ yếu chứa trong các bong bóng mà thợ lặn thải ra ở vùng sâu. Vì nitơ hoàn toàn trơ nên nó không phản ứng hóa học với cơ thể chúng ta. Trên bề mặt (nơi áp suất là 1 bar), nitơ được thở ra với số lượng hít vào.
Dưới nước, nơi áp suất tăng lên, bọt khí nitơ bị nén lại và trở nên nhỏ hơn. Chúng càng nhỏ đi (áp lực càng cao thì chúng ta càng đi sâu), chúng di chuyển từ máu vào các cơ quan trong cơ thể và âm thầm ở lại đó. Nitơ rất nguy hiểm và do đó chúng ta phải loại bỏ nó ra khỏi hệ thống của mình. Nếu một thợ lặn có quá nhiều nitơ hòa tan trong cơ thể và chạm tới bề mặt mà không thải ra lượng tới hạn, một số hậu quả có thể xảy ra, từ nhẹ đến nặng và thậm chí gây tử vong: buồn nôn, yếu cơ, đau khớp, các vấn đề về thần kinh có thể dẫn đến tê liệt,...Tốc độ đi lên cũng rất quan trọng. Nếu bạn đi lên quá nhanh và bong bóng nitơ nở ra và không được thải ra khỏi hệ thống, bạn có nguy cơ bị DCS nghiêm trọng và tắc mạch phổi. Nếu bạn đi lên quá chậm và bạn tiếp tục làm loãng nitơ trong máu, bạn sẽ tăng cường sự hiện diện của nó trong hệ thống của mình.
Khoa học phục vụ lặn: Trước thập niên 1960
Trong những ngày đầu lặn, nhiều người đã gặp phải những vấn đề này, khiến các bác sĩ bắt đầu khám phá lĩnh vực mới này. Mãi đến giữa những năm 1950, Robert Workman, sử dụng tỷ lệ giải nén do JBS Haldane thiết lập năm 1905, đã chia cơ thể con người thành các phần khác nhau (mô, cơ quan). Ông xác định thời gian cần thiết để mỗi bộ phận cơ thể hấp thụ nitơ cho đến khi bão hòa. Một cách tiếp cận khác, đó là bong bóng im lặng, cũng được phát triển dựa trên nghiên cứu của Haldane, dẫn đến trường phái lý thuyết giải nén thứ hai.
Đây là một bước đột phá. Đối với mỗi độ sâu và thời gian ở đó, các thợ lặn có thể tính toán sức căng của nitơ trong mỗi mô và từ đó ước tính liệu nó có an toàn khi nổi lên ở tốc độ cho phép xả nitơ hòa tan hay không. Nếu không, họ có trần độ sâu mà họ không được phép chạm tới trước khi thực hiện dừng giải nén (deco). Thuật ngữ phức tạp này có nghĩa là duy trì ở một độ sâu nhất định trong một thời gian xác định để cơ thể chúng ta trục xuất nitơ hòa tan khỏi hệ thống và giúp các cơ quan của chúng ta giảm độ bão hòa thành nitơ xuống mức không tới hạn trước khi chạm tới bề mặt.
Từ khoa học đến thực tiễn: Giai đoạn từ thập niên 1960 đến đầu thập niên 19990
Hạn chế của bước đột phá này là thợ lặn không thể thực hiện những phép tính này dưới nước. Do đó, phiên bản đơn giản hóa của những phép tính này đã được đưa vào bảng lặn, thông báo cho thợ lặn về thời gian tối đa họ có thể ở độ sâu nhất định mà không cần dừng giảm áp. Trong trường hợp kéo dài thời gian ở dưới nước, họ cũng đưa ra lời khuyên về các điểm dừng được khuyến nghị, chẳng hạn như 2 phút ở độ sâu 6 mét và 4 phút ở độ sâu 3 mét. Các tổ chức lặn hàng đầu luôn khuyến nghị điểm dừng an toàn là 3 phút ở độ sâu 3 mét, ngay cả khi lần lặn nằm trong giới hạn không giảm áp. Trước khi môn lặn giải trí trở nên phổ biến, các tổ chức chuyên nghiệp, như quân đội, đã biên soạn các bảng của riêng họ. Mỗi đội lặn phải lập kế hoạch lặn một cách chính xác để không vượt quá NDL (thời gian bổ sung tối đa – tính bằng phút – để ở độ sâu hiện tại mà không cần dừng lại). Và vì các bảng chỉ cho biết một độ sâu nên đây được coi là mức tối đa để tính thời gian ở đó. Để đơn giản hóa các bảng và làm cho chúng vừa với một tấm thẻ mà thợ lặn có thể sử dụng, độ sâu là 2-3 mét và số phút là 5.
Người thợ lặn cần ba dụng cụ cứu sinh: máy đo áp suất không khí được liên kết với thiết bị thở để thông báo về lượng không khí còn lại, máy đo độ sâu và đồng hồ. Đồng hồ, máy đo độ sâu và các bàn di động được sử dụng để tính toán thời gian ở độ sâu tối đa, tốc độ đi lên và thời gian cần thiết để giảm áp (dừng an toàn hoặc giảm áp). Là một dụng cụ thể thao không thể thiếu, đồng hồ lặn phát triển cùng với công nghệ của thời đại.
Vào những năm 1920, những chiếc vỏ chống thấm nước đầu tiên được Rolex phát triển, ngay sau đó là Omega với Marine (có lẽ là chiếc đồng hồ dưới nước thực sự sớm nhất). Sau đó, vào những năm 1960, mặt bezel xoay đã được thêm vào đồng hồ. Những thứ này chỉ có thể quay ngược chiều kim đồng hồ để tránh - trong trường hợp vô ý quay - làm tăng thêm thời gian lặn và do đó làm tăng nguy cơ mắc DCS.
Ngoài vùng 15 phút của đồng hồ dành cho mục đích lặn giải trí (phi thương mại), các vạch liên tiếp trên khung bezel xuất hiện cứ sau 5 phút. Định dạng này được điều khiển bởi các bảng), vì các điểm đánh dấu đúng thời gian để duy trì độ sâu là 5 phút một lần. Tuy nhiên, không phải dành cho 1/4 khung bezel, nơi đánh dấu mỗi phút. Điều này là do sau khi hoàn thành việc đi lên điểm dừng trang trí hoặc điểm dừng an toàn, thợ lặn phải xoay vòng bezel để đo thời gian dừng, có thể là 3, 5, 6, 9 phút…
Năm 1996, ISO 6425 đã nêu ra các thông số kỹ thuật của đồng hồ lặn để đảm bảo có tất cả các tính năng cứu sinh. Đây là những đặc điểm khiến các tín đồ mê mẩn về đồng hồ thợ lặn hiện đại: vỏ chắc chắn chịu được áp lực nước, núm vặn vặn xuống để tránh nước thấm vào vỏ, kim dạ quang, vạch giờ dễ đọc trong môi trường tối, kim phút dễ đọc. Khác biệt rõ ràng với kim giờ và dấu hiệu cho thấy đồng hồ đang chạy ở độ sâu - hầu hết là nhờ vào lớp dạ quang bắt buộc trên kim giây.
Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao đồng hồ thợ lặn lại kém thanh lịch hơn đồng hồ Dress Watch chưa? Đây là lý do: thợ lặn cần thông tin nhanh, dễ đọc và thiết kế được điều chỉnh cho phù hợp với các yêu cầu chính này.
Cuộc cách mạng thạch anh đã dân chủ hóa đồng hồ lặn. Đầu những năm 1970, các trường dạy lặn đầu tiên xuất hiện; lặn không còn là hoạt động dành cho quân đội hay những nhà thám hiểm biển chuyên nghiệp. Seiko và Citizen đã tạo ra một số mẫu hàng đầu có mức giá dễ tiếp cận để cho phép công chúng bắt đầu khám phá vương quốc của Poseidon.
Từ khoa học đến thực tiễn: Từ thập niên 1990 đến nay
Máy tính lặn được phát triển cùng với tiêu chuẩn ISO 6425. Nếu chúng ta quay trở lại mô hình Haldane và sự tiến hóa của chúng bởi Workman và Buhlmann, chúng ta có thể tạo ra kết quả chính xác hơn về lượng nitơ hòa tan trong hệ thống của chúng ta và liệu chúng ta có được phép nổi lên từ độ sâu hay không hay chúng ta cần phải có một điểm dừng trang trí bắt buộc. Lợi ích là có nhiều thời gian lặn hơn mà không tăng nguy cơ mắc DCS. Thợ lặn cũng có thể chọn ngưỡng họ muốn và thay đổi nó theo kinh nghiệm, độ tuổi,...
Một máy tính lặn thực hiện tất cả những tính toán này cứ sau vài giây. Đồng hồ đo áp suất và tính toán độ căng lý thuyết của nitơ và mức bão hòa trong từng khoang cơ thể. Sau đó, nó tính toán lực căng nitơ cuối cùng được nhắm mục tiêu cho phép và do đó, độ sâu tối thiểu mà thợ lặn có thể đạt tới nếu anh ta không thể ngoi lên mặt nước ngay lập tức (quá trình giảm áp bắt buộc dừng lại).
Điều gì liên quan đến thợ lặn dưới nước?
Trong quá khứ, việc lặn rất vất vả. Đồng hồ, đồng hồ đo, bảng và áp suất không khí phải được kiểm tra khá thường xuyên để đảm bảo rằng thợ lặn ở trong vùng an toàn. Ngày nay, máy tính có thể được tùy chỉnh và hiển thị thông tin chúng ta muốn trên màn hình lớn. Đối với hoạt động lặn giải trí, máy tính lặn sẽ giúp bạn theo dõi dòng điện và độ sâu tối đa, tổng thời gian lặn, thời gian bổ sung mà bạn có thể duy trì ở độ sâu hiện tại.
Van thoát khí Heli
Helium, chất trơ giống như nitơ, có tác dụng tương tự xét về khả năng hòa tan trong máu và khả năng xâm nhập vào hệ thống của chúng ta. Khi lặn ở độ sâu hơn 35 mét, nitơ có thể tạo ra cảm giác hưng phấn nguy hiểm có thể ảnh hưởng đến ý thức và khả năng ra quyết định của thợ lặn, dẫn đến hậu quả nguy hiểm hoặc thậm chí gây tử vong. Điều này được gọi là Say nitơ (Nitrogen narcosis). Đó là lúc Trimix, với khí heli trong hỗn hợp khí thở cho phép bạn đạt được độ sâu lớn hơn. Vì khí heli đắt tiền nên nó được sử dụng hạn chế và chỉ dành cho những thợ lặn được đào tạo công nghệ đặc biệt.
Ngoài ra, giai đoạn cuối cùng của cuộc phiêu lưu lặn là lặn thương mại. Những thợ lặn này làm việc ở độ sâu 100 mét trở lên trong nhiều ngày trong các dự án liên quan đến ngành thăm dò dầu khí hoặc viễn thông. Vì chi phí không phải là vấn đề ở đây nên họ sống trong vài tuần trong môi trường sống khô ráo chứa đầy Heliox điều áp, một hỗn hợp tùy chỉnh giữa heli và oxy thích nghi với áp suất của độ sâu làm việc. Đây cũng là hỗn hợp họ hít thở tại chỗ. Vì đồng hồ của họ sống cùng với họ trong môi trường sống khô ráo nên các phân tử heli nhỏ sẽ xâm nhập vào đồng hồ. Những chiếc đồng hồ này có hai điểm khiến chúng trở nên khác biệt: vỏ mạnh hơn để chịu được áp suất danh nghĩa vượt quá áp suất ở độ sâu 300 mét và một van giúp các phân tử heli có thể thoát ra trong quá trình giải nén khi kết thúc hành trình. Nếu chúng không thoát ra ngoài, áp suất giảm sẽ làm tăng thể tích khí và khiến chiếc đồng hồ quý giá phát nổ. Viền trên những chiếc đồng hồ này, được đánh giá ở độ sâu 300 mét hoặc sâu hơn, được đánh dấu mỗi phút.
Không giống như thợ lặn giải trí phải tính toán mọi thứ dưới nước, thợ lặn thương mại không cần phải đếm thời gian. Tại tàu hỗ trợ lặn, có cả một đội theo dõi và hướng dẫn họ. Những dấu hiệu này cho phép thợ lặn đếm thời gian trong buồng nén khô khi ca làm việc.
Đồng hồ lặn ngày nay
Hiện nay, đồng hồ lặn được thiết kế vô cùng đa dạng với nhiều kiểu dáng bao gồm cả những thiết kế dành cho thợ lặn giải trí và các hoạt động lặn chuyên nghiệp với bình dưỡng khí. Tuy nhiên, điều đặc biệt là những chiếc đồng hồ này không chỉ được đeo trong khi lặn mà bạn còn có thể đeo nó hằng ngày, đeo đi dự tiệc hoặc đeo trong bất cứ hoàn cảnh nào.
