Trimix (solunum gazı) - Trimix (breathing gas)

Trimix oksijen , helyum ve nitrojenden oluşan bir solunum gazıdır ve derin ticari dalışlarda , teknik dalış teknikleri kullanılarak yapılan dalışların derin safhalarında ve ileri rekreasyonel dalışlarda kullanılır .

Helyum, solunum gazının derindeki narkotik etkisini azaltmak için nitrojenin bir kısmının yerine dahil edilmiştir . Üç gazın karışımı ile her bir gazın oranları ayarlanarak farklı derinliklere veya amaçlara uygun karışımlar oluşturmak mümkündür. Oksijen içeriği, toksisite riskini sınırlamak için derinlik için optimize edilebilir ve nitrojen (ucuz ama narkotik olan) ve helyum (uyuşturucu olmayan ve solunum işini azaltan, ancak daha pahalı olan ve ısı kaybını artıran) arasında dengelenen inert bileşen ).

% 0 azot içeriğine sahip, helyum ve oksijen karışımı genel olarak bilinen HELIOX . Bu, pahalı helyum bileşenini kurtarmak için genellikle geri dönüştürüldüğü derin ticari dalış operasyonlarında sıklıkla solunum gazı olarak kullanılır. İki bileşenli gazların analizi, üç bileşenli gazlardan çok daha basittir.

helyumun işlevi

Solunum karışımına helyum eklenmesinin temel nedeni, nitrojen ve oksijen oranlarını havanın altına indirmek, gaz karışımının derin dalışlarda güvenli bir şekilde solunmasını sağlamaktır. Azot narkozunu ve gazın derinlikteki diğer fizyolojik etkilerini azaltmak için daha düşük oranda azot gerekir . Helyum çok az narkotik etkiye sahiptir. Daha düşük oksijen oranı , derin dalışlarda oksijen toksisitesi riskini azaltır .

Helyumun düşük yoğunluğu , derinlikte solunum direncini azaltır . Derinlik arttıkça, solunum işinin dalgıçtan elde edilen eforu aştığı bir noktaya ulaşılabileceğinden, nefes alma işi sualtı solunum cihazlarında solunum gazı karışımlarının kullanımını sınırlayabilir. Bu noktanın ötesinde karbondioksit birikimi eninde sonunda şiddetli ve güçten düşürücü hiperkapni ile sonuçlanacak, bu da hızlı bir şekilde düzeltilmezse dalgıcın daha hızlı nefes almaya çalışmasına neden olacak, solunum işini şiddetlendirecek, bu da bilinç kaybına ve yüksek riske yol açacaktır. boğulmaktan.

Düşük moleküler ağırlığı nedeniyle , basınç arttıkça veya azaldıkça helyum dokulara azottan daha hızlı girer ve çıkar (buna gaz verme ve gaz çıkışı denir). Düşük çözünürlüğü nedeniyle, helyum dokuları nitrojen kadar ağır bir şekilde yüklemez, ancak aynı zamanda dokular aşırı doygun olduğunda yüksek miktarda helyumu destekleyemez. Gerçekte, helyum, doyma ve doygunluğu giderme için daha hızlı bir gazdır; bu, doygunluk dalışında belirgin bir avantajdır , ancak artan gaz çıkışı hızının, eşdeğer olarak artan gaz çıkışı oranıyla büyük ölçüde dengelendiği sıçrama dalışında daha az avantajlıdır .

Bazı dalgıçlar iniş sırasında hiperbarik artraljiden ( kompresyon artraljisi ) muzdariptir ve trimix'in kompresyon semptomlarına yardımcı olduğu gösterilmiştir.

Helyumun dezavantajları

Helyum, ısıyı havadan altı kat daha hızlı iletir, bu nedenle helyum soluyan dalgıçlar, kuru giysileri şişirmek için genellikle ayrı bir gaz kaynağı taşırlar . Bu, şişirici gaz olarak helyum kullanılmasının neden olduğu hipotermi riskini önlemek içindir. Sadece kuru elbisenin şişiricisine bağlı küçük, ayrı bir tankta taşınan argon , havanın ısıyı argondan %50 daha hızlı iletmesi nedeniyle havaya tercih edilir. Kuru elbiseler (bir yüzdürme dengeleyici ile birlikte kullanılıyorsa) "sıkmayı", yani kuru elbise kıvrımlarına basınç uygulanmasının neden olduğu cilde zarar vermesini önlemek için hala minimum şişirme gerektirir.

Helyum, ortam basıncı arttıkça nitrojenden daha hızlı dokularda çözünür (buna gaz verme denir). Bazı dokulardaki daha yüksek yüklemenin bir sonucu, birçok dekompresyon algoritmasının , hava kullanan benzer bir dekompresyon dalışından daha derin dekompresyon durakları gerektirmesidir ve helyumun çözeltiden çıkması ve hızlı bir yükselişin ardından dekompresyon hastalığına neden olması daha olasıdır .

Trimix kullanımının fizyolojik dezavantajlarının yanı sıra ekonomik ve lojistik dezavantajları da bulunmaktadır. 2000 ve 2011 yılları arasında helyum fiyatı %51'in üzerinde arttı. Bu fiyat artışı, tipik bir trimix dalışında tüketilen helyumun daha büyük hacmi nedeniyle açık devre dalgıçlarını kapalı devre dalgıçlarından daha fazla etkiliyor. Ek olarak, trimix dolumlar, daha az karmaşık hava ve nitrox dolumlarından daha ayrıntılı bir karıştırma ve kompresör kurulumu gerektirdiğinden, daha az trimix dolum istasyonu vardır. Trimix dolum istasyonlarının görece azlığı, gaz gerektiren derin bir dalış için gerekli karışımı temin etmek için yoldan çıkmayı gerektirebilir.

Oksijen fraksiyonunu kontrol etmenin avantajları

Oksijen içeriğinin düşürülmesi, oksijen toksisitesinin sınırlayıcı bir faktör haline geldiği dalışın maksimum çalışma derinliğini ve süresini artırır . Trimix dalgıçlarının çoğu, çalışma oksijen kısmi basıncını [PO ₂ ] 1,4 bar ile sınırlar ve derinliğe, süreye ve kullanılan solunum sisteminin türüne bağlı olarak PO _2'yi 1,3 bar veya 1,2 bar'a kadar düşürebilir . Çeşitli eğlence amaçlı ve teknik dalış sertifikasyon kuruluşları tarafından dalışın aktif sektörleri için maksimum 1,4 bar ve dekompresyon durakları için 1,6 bar'lık bir maksimum oksijen kısmi basıncı ve bir dalışın aktif sektörleri için maksimum olarak 1,2 bar veya 1,3 bar önerilir. kapalı devre solunum cihazına dalın. Dekompresyon gazı olarak kullanılacak bir trimiksteki oksijen fraksiyonunun arttırılması, izobarik karşı difüzyon komplikasyonları riskini azaltarak dekompresyonu hızlandırabilir.

Karışımda biraz azot tutmanın avantajları

Trimikste nitrojen tutulması, yaklaşık 130 metrenin (430 ft) ötesindeki derinliklerde helioks solunduğunda ortaya çıkabilecek bir sorun olan Yüksek Basınçlı Sinir Sendromunun önlenmesine katkıda bulunabilir . Azot ayrıca helyumdan çok daha ucuzdur.

adlandırma kuralları

Trimix terimi, gazın helyum, nitrojen ve oksijen olmak üzere üç fonksiyonel bileşeni olduğunu ifade eder. Azot ve oksijenin tamamı veya bir kısmı genellikle havadan sağlandığından, sıradan atmosferik havanın diğer bileşenleri genellikle göz ardı edilir. Geleneksel olarak, bir karışımın bileşimi, bu sırayla oksijen yüzdesi, helyum yüzdesi ve isteğe bağlı olarak denge yüzdesi, nitrojen ile belirlenir. Örneğin, %10 oksijen, %70 helyum, %20 nitrojenden oluşan "trimix 10/70" veya trimix 10/70/20 adlı bir karışım 100 metrelik (330 ft) bir dalış için uygundur. Hiperoksik trimiks bazen Helitrox, TriOx veya HOTx (Yüksek Oksijen Trimiks) olarak adlandırılır ve HOTx içindeki "x" yüzde olarak karışımın helyum fraksiyonunu temsil eder.

Temel Trimix terimi, herhangi bir olası gaz oranını tanımlamak için hipoksik, normoksik ve hiperoksik terimleriyle ve bileşen gaz fraksiyonunu belirtmek için olağan formlarla uygun şekilde modifiye edilmiştir, ancak Ulusal Sualtı Eğitmenleri Birliği (NAUI) terimini kullanır. hiperoksik 26/17 Trimix için "helitrox", yani %26 oksijen, %17 helyum, %57 nitrojen. Helitrox, Nitrox-I'e (EAN32) benzer dekompresyon durakları gerektirir ve maksimum 44 metre (144 ft) çalışma derinliğine sahiptir ve burada 35 metre (115 ft) eşdeğer narkotik derinliğe sahiptir. Bu, havaya kıyasla dekompresyon zorunluluğunu ve narkotik etkileri azaltırken, olağan eğlence aralığı boyunca dalışa izin verir. GUE ve UTD de bu derinlik aralığı için hiperoksik trimiksi destekler, ancak "TriOx" terimini tercih eder.

Uygulamalar

Olarak açık-devre, tüplü , trimiksle iki sınıf yaygın olarak kullanılır: normoksik minimum PO trimiks-ile ₂ 0.18 ve yüzeyinde hipoksik bir PO trimiks-ile ₂ yüzeyde az 0.18 den. 30 ila 60 m (100 ila 200 ft) derinlik aralığında "19/30" gibi normoksik bir karışım kullanılır; "10/50" gibi bir hipoksik karışım, yalnızca dip gazı olarak daha derin dalışlar için kullanılır ve PO _2'nin 0,18 bar'dan az olduğu sığ derinliklerde güvenle solunamaz .

Trimiks seyrelticiler kullanan tamamen kapalı devre kapalı devre solunum cihazlarında, solunum döngüsündeki karışım sığ suda hiperoksik olabilir ( zenginleştirilmiş hava nitroksunda olduğu gibi havadakinden daha fazla oksijen anlamına gelir ), çünkü kapalı devre solunum cihazı belirli bir kısmi basıncı korumak için otomatik olarak oksijen ekler. oksijen. Hiperoksik trimiks, dekompresyon yükümlülüklerini azaltmak için bazen açık devre tüplü dalışta da kullanılır.

karıştırma

Gaz karıştırma trimiksle genellikle, istenen oranlarda ve basınç hava ile helyum ve oksijen karıştırma gerektirir. İki yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır:

Kısmi basınç karıştırma yapılır boşaltma içine oksijen ve helyum dalış silindir ve daha sonra karışım eklenmesi hava bir gelen dalma hava kompresörü . Doğru bir karışım sağlamak için, her helyum ve oksijen transferinden sonra karışımın soğumasına izin verilir, basıncı ölçülür ve doğru basınca ulaşılana kadar daha fazla gaz boşaltılır . Bu işlem genellikle saatler sürer ve bazen yoğun karıştırma istasyonlarında günlere yayılır. Sıcaklık etkisi için düzeltmeler yapılabilir, ancak bu, genellikle mevcut olmayan silindir içindeki karışımın sıcaklığının doğru bir şekilde izlenmesini gerektirir.

'Sürekli karıştırma' adı verilen ikinci bir yöntem, bir kompresörün giriş havasına oksijen ve helyum karıştırılarak yapılır. Oksijen ve helyum, oksijen ilavesinden sonra ve helyum ilavesinden önce ve sonra akış ölçerler veya oksijen içeriği analizi kullanılarak emme havası akımındaki karıştırma tüplerine beslenir ve oksijen ve helyum akışları buna göre ayarlanır. Kompresörün yüksek basınç tarafında, bir numune akışının basıncını düşürmek için bir regülatör veya boşaltma deliği kullanılır ve giriş gazı akışlarında ince ayar yapılabilmesi için trimiks (tercihen hem helyum hem de oksijen için) analiz edilir. Böyle bir sistemin yararı, helyum dağıtım tankı basıncının, kısmi basınç karıştırma yönteminde kullanılan kadar yüksek olması gerekmemesi ve dalıştan sonra en iyi karışım için artık gazın 'tamamlanabilmesi'dir. Bu, esas olarak helyumun yüksek maliyeti nedeniyle önemlidir. Dezavantajları, helyumun yüksek sıkıştırma ısısının, özellikle sıcak havalarda kompresörün aşırı ısınmasıyla sonuçlanması olabilir. Analizin en iyi güvenilirliği için analizöre giren trimiksin sıcaklığı sabit tutulmalı ve analizör kullanımdan önce ortam sıcaklığında kalibre edilmelidir. Karıştırma tüpü çok basit bir cihazdır ve sürekli karışım ünitelerinin DIY versiyonları, analizör ve kompresör maliyetine kıyasla nispeten düşük bir maliyetle yapılabilir.

Karışım bileşimi seçimi

Belirli bir karışımdaki gazların oranı , planlanan dalış için güvenli bir maksimum çalışma derinliği ve rahat eşdeğer narkotik derinliği verecek şekilde seçilir . Trimiksle gazların karışımı için güvenli sınırlar genellikle en fazla olduğu kabul edilmektedir kısmi basıncı , oksijen (PO ₂ -bakınız Dalton yasası 1.6 bar ve 30 ila 50 m (100-160 ft) maksimum eşdeğer narkotik derinliğine 1.0). 100 m'de (330 ft), "12/52" PO _2'si 1,3 bar'dır ve eşdeğer narkotik derinliği 43 m'dir (141 ft).

"Standart" karışımlar

Teorik olarak trimiks hemen hemen her türlü helyum ve oksijen kombinasyonu ile karıştırılabilse de, bir dizi "standart" karışım geliştirilmiştir (21/35, 18/45 ve 15/55 gibi - bkz. Adlandırma kuralları ). Bu karışımların çoğu, belirli bir helyum basıncının boş bir silindire boşaltılması ve ardından karışımın %32 nitroks ile doldurulmasıyla başlar. "Standart" karışımlar, birbiriyle örtüşen üç faktör nedeniyle gelişti - karışımın eşdeğer narkotik derinliğini (END) yaklaşık 34 metrede (112 ft) tutma arzusu , oksijenin kısmi basıncını 1,4 ATA veya altında tutma gerekliliği dalışın en derin noktası ve birçok dalış mağazasının karıştırmayı kolaylaştıran bankalarda standart %32 nitroks depolaması. Standart karışımların kullanılması, dalıştan sonra dalış tüplerini artık karışım kullanarak doldurmayı nispeten kolaylaştırır - son dolumdan kalan gazı doldurmak için sadece helyum ve sıralı nitroks gerekir.

Bilinen bir nitroks karışımının helyum ile karıştırılması yöntemi, yalnızca bir oksijen analizörü kullanılarak her gazın fraksiyonlarının analizine izin verir, çünkü son karışımdaki oksijen fraksiyonunun ilk nitrokstaki oksijen fraksiyonuna oranı, nitroks fraksiyonunu verir. nihai karışım, dolayısıyla üç bileşenin fraksiyonları kolayca hesaplanır. Azami çalışma derinliğinde (MOD) bir nitroks-helyum karışımının END'sinin tek başına nitroksun MOD'una eşit olduğu açıkça doğrudur .

helikopter

Heliair , oksijen , nitrojen ve helyum karışımından oluşan bir solunum gazıdır ve teknik dalış teknikleri kullanılarak yapılan dalışların derin fazlarında sıklıkla kullanılır . İlk olarak Sheck Exley tarafından kullanılan bu terim daha çok Technical Diving International (TDI) tarafından kullanılmaktadır .

Kolayca olan harmanlanmış helyum ve gelen hava ve bu helyum değişken miktarda aşağıdakilerden oluşan bir denge ile azot, oksijen sabit bir 21:79 oranına sahiptir. Bazen "fakir adamın trimiksi" olarak anılır, çünkü karıştırmak değişken oksijen içeriğine sahip trimiks karışımlarından çok daha kolaydır, çünkü gerekli olan tek şey gerekli kısmi helyum basıncını sokmak ve ardından hava ile doldurmaktır. geleneksel kompresör Heliair'i karıştırırken trimiksi karıştırmak için gereken basınçta saf oksijen eklemenin daha karmaşık (ve tehlikeli) adımı yoktur.

Heliair karışımları, helyum ve Nitrox 32 ile yapılan standart Trimix karışımlarına benzer, ancak MOD'da daha derin bir END ile. Heliair her zaman %21'den az oksijene sahip olacak ve %20'den fazla helyum içeren karışımlar için hipoksik (%17'den az oksijen) olacaktır.

Bir dalış gazı olarak tarih

• 1919: Profesör Elihu Thomson , büyük derinliklerde solunum direncini azaltmak için nitrojen yerine helyum kullanılabileceğini tahmin ediyor. Heliox , hava masaları ile birlikte kullanıldığında, yüksek dekompresyon hastalığı insidansına neden oldu, bu nedenle helyum kullanımı durduruldu.
• 1924: ABD Donanması helyumun potansiyel kullanımını incelemeye başladı ve 1920'lerin ortalarında laboratuvar hayvanları helioks kullanılarak deneysel oda dalışlarına maruz bırakıldı. Kısa süre sonra, 20/80 helioks (%20 oksijen, %80 helyum) soluyan insan denekler derin dalışlardan başarıyla kurtuldu.
• 1937: Kurtarma dalgıcı Max "Gene" Nohl'un 127 metreye dalışı da dahil olmak üzere helyum karışımlarıyla birkaç test dalışı yapıldı .
• 1939: ABD Donanması, USS Squalus kurtarma operasyonunda helioks kullanıyor . Heliox kullanımı, kurtarma dalgıçlarında koordinasyon ve bilişsel işlevde azalma olmamasıyla birleştiğinde, Behnke'nin nitrojen narkozu teorisini doğrular.
• 1965: Nic Flemming'in Manş Denizi'ndeki kum şeritlerini incelemek için yaptığı çalışma, açık suda hava solurken ve helioks yaparken dalgıç performansını karşılaştıran ilk kişi oldu.
• 1963: Project Genesis'in bir parçası olarak trimix kullanılarak ilk satürasyon dalışları .
• 1970: Hal Watts , Mystery Sink'te (126 m) iki ceset buldu.
• 1979: Duke Üniversitesi Tıp Merkezi Hiperbarik Laboratuvarı'nda Peter B. Bennett başkanlığındaki bir araştırma ekibi , Yüksek Basınçlı Sinir Sendromu semptomlarını önlemek için trimiks kullanımının arkasındaki mekanizmaları kanıtlayan "Atlantis Dalış Serisini" başlattı.
• 1983: Mağara dalgıcı Jochen Hasenmayer , 212 metre derinliğe kadar helioks kullanıyor. Derinlik daha sonra 1987'de Sheck Exley tarafından tekrarlanır .
• 1987: Trimix ve heliox'un ilk toplu kullanımı: Wakulla Springs Projesi. Exley, ticari olmayan dalgıçlara mağara dalışında trimiks kullanımıyla ilgili eğitim verir.
• 1991: Billy Deans , eğlence amaçlı dalış için trimix dalışı öğretmeye başladı. Tom Mount , ilk trimix eğitim standartlarını ( IANTD ) geliştirir. Trimix kullanımı, Kuzey Doğu Amerika batık dalış topluluğunda hızla yayılıyor.
• 1992: Ulusal Oşinografi ve Atmosfer İdaresi (NOAA), USS Monitor'e yapılan dalışlar için "Monitör Karışımı" geliştirdi . Bu karışım , NOAA Dalış Kılavuzunda yayınlanan Bill Hamilton tarafından tasarlanan dekompresyon tablolarıyla NOAA Trimix I oldu .
• 1992: NOAA , Cape Hatteras, NC açıklarında USS Monitor'ün enkazı üzerinde NOAA sponsorluğundaki ilk trimix dalışlarını yapmak için Key West Divers'dan eğitim aldı .
• 1994: Batık dalgıçları John Chatterton ve Gary Gentile de dahil olmak üzere Birleşik Birleşik Krallık/ABD ekibi, trimix kullanarak RMS Lusitania keşif gezisinde 100 metre derinliğe kadar bir dizi batık dalışını başarıyla tamamladı .
• 1994: Sheck Exley ve Jim Bowden , 1000 ft'e açık devre tüplü dalış yapmak için ilk girişimde Zacaton'da "heliair" kullandılar . Exley, o sırada 881 fitlik bir dalış için dünya rekorunu elinde tutuyor, bayılıyor ve 900 civarında ölüyor ayak; Bowden 925 feet'te iptal ediyor ve hayatı tehdit eden çeşitli engellere rağmen hayatta kalıyor.
• 2001: Guinness Rekorlar Kitabı, John Bennett'i trimix kullanarak 300 metreye (1.000 ft) dalan ilk tüplü dalgıç olarak tanıdı .
• 2005: David Shaw , bir trimix rebreather kullanmak için derinlik rekoru kırdı ve başka bir dalgıcın cesedini kurtarmaya çalışmak için dalışı tekrarlarken öldü.
• 2015: Amerika Birleşik Devletleri Deniz Kuvvetleri Deneysel Dalış Birimi , trimiks kullanan sıçrama dalışlarının helioksta yapılan dalışlardan daha fazla dekompresyon verimli olmadığını gösteriyor.

Eğitim ve sertifikasyon

Teknik dalgıç eğitimi ve sertifikasyon kuruluşları, trimix dalış nitelikleri seviyeleri arasında ayrım yapabilir. Genel ayrım, normoksik trimiks ve bazen tam trimiks olarak da adlandırılan hipoksik trimiks arasındadır. Temel ayrım, hipoksik trimiks dalışı için dalışın alt karışımda başlatılamaması ve inişin ilk kısmı için bir seyahat karışımının kullanılması prosedürlerinin ve iniş sırasında oksijen toksisitesini önlemek için gaz değiştirme prosedürlerinin gerekli olana eklenmesidir. Beceriler. Çok çeşitli karışımların kullanıldığı daha uzun dekompresyon da prosedürleri karmaşıklaştırabilir. Kapalı devre rebreather dalışında, hipoksik bir seyreltici kullanımı, dalgıcın döngüden nefes alırken sığ derinliklerde bir seyreltici fışkırtmasını önler, böylece daha kritik olabileceği dalışın maksimum derinliğinde mümkün kalır.

Ayrıca bakınız

• Argox  - Tüplü dalgıçlar tarafından bazen kuru elbise şişirmek için kullanılan gaz karışımı
• Heliox  - Helyum ve oksijenden oluşan bir solunum gazı
• Hydreliox  - helyum, oksijen ve hidrojenden oluşan solunum gazı karışımı
• Hydrox  – Çok derin dalışlar için deneysel olarak kullanılan solunum gazı karışımı
• Nitrox  – Solunum gazı, nitrojen ve oksijen karışımı

Referanslar