Dalış Fiziği
Dalış yapmak, bizlere bir takım fizik kanunlarının canlı tanığı olma fırsatı verir.
Görüp hissettiklerimizin neden olduğunu bilmek ise dalmayı daha heyecanlı bir hale getirebilir. Bu `Neden?`leri öğrenmek, bu kaçınılmaz doğa yasalarını kendi yararımıza kullanabilmemizi kolaylaştırır ve bizi tatsız tecrübelerden koruyabilir. Bu yazıda, dalış esnasında tecrübe ettiğimiz bazı olayların sebeplerini fizik kanunlarına göz atarak açıklamaya çalışacağız.
Bu ayki yazımızda, derinlik ve basınç ilişkileri, gaz kanunları, kısmi basınç, ve suyun kaldırma kuvvetinden bahsedeceğiz.
1) Derinlik ve Basınç
Basınç, birim yüzey alanına etki eden kuvvet olarak tanımlanır. Basınç birimi, pascal (Pa), atmosferik basınç (atm), milimetre merküri (mmHg) veya Psi olabilir. Biz bu yazıda, deniz seviyesindeki hava basıncı baz alınarak ayarlanmış atmosferik basınç birimini kullanacağız.
Yeryüzünde, deniz seviyesinde bir santimetrekarelik alanın üzerinde kalan havanın kütlesi 1 kg.dır. Bu, 1 atmosfer (atm) veya 1 Bar basınca denk gelir.
Su ise havaya göre cok daha yoğun bir maddedir. Dolayısıyla, bir santimetrekarelik alana 1kg. ağırlık uygulayan suyun yüksekliği sadece 10 metredir. Öyleyse, 10 metre derinlikteki suyun basıncı 1 Bar (1 atm) olacaktır.
Ortam basıncı ise, hava basıncı ile su basıncının toplamına eşittir. Yani 10 metre derinlikte, suyun basıncı 1 atm ve hava basıncı 1 atm olduğundan ortam basıncı (mutlak basınc) 2 atm.dir. Şekil.1 de değişik derinliklerdeki hava, su ve ortam basınçları gösterilmiştir.
Demek ki, normalde 1 bar basınç altında yaşıyoruz, ve bunu çok nadiren farkediyoruz. Örneğin, yüksek bir tepeden inerken kulaklarımızda baskı hissetmemiz, basıncın yükselmesinden kaynaklanır. Basıncı sadece kulaklarımızda hissetmemizin sebebi ise vücudumuzun sıvılardan oluşmasının ve sıvılarin sıkışamaz maddeler olmasının sonucudur. Kulaklarımızın içi havayla dolu olduğundan bu hava sıkışır ve bu sıkışma hissedilir.
Su altında da aynı olay gercekleşiyor, basıncı vücudumuzda hissetmediğimiz halde derine daldıkça kulaklarımızda bir sıkışma ve acı hissediyoruz. Ve bu sıkışmayı engellemek için kulaklara doğru fazladan hava üflüyoruz (kulak açma). Dolayısıyla, kulaklarımızın içinde her zaman belli oranda hava bulundurarak, `kulak içi hava basıncını` ortam basıncına eşitlemeye çalısıyoruz.
2) Yüksek basınç neden bu kadar önemli?
Basıncın gazları şıkıştırdığından bahsettik. Su altında dalgıçlar tamamen tüpten soludukları havaya muhtaçtır. Öyleyse, basıncın bu hava karışımının icindeki gazlara olan etkisine bir göz atalım.
Hava, Azot (Nitrojen ,% 78.084), Oksijen (% 20.946), Argon (%0.934), Karbondioksit (%0.033) ve diğer gazlar (% 0.003) dan olusur. Yüksek basınç altında şıkıştırılmıs hava, dalış icin en yaygın olarak kullanılan karışımdır.
Oksijen renksiz, kokusuz, tatsız bir gazdır ve su icinde cok az çözünür. Oksijen yaşam için gerekli olan tek gazdır. Hava karışımındaki diger gazlar, çözücü (sulandırıcı) görevi üstlenir. Oksijen yüksek basınç; altında, fazla oranda solunduğunda tehlikeli olabilir. Bu olaya oksijen zehirlenmesi diyoruz.
Azot (Nitrojen) renksiz, kokusuz, tatsız bir gazdır. Yaşam icin gerekli değildir. Hava karışımında oksijenin sulandırıcısı olarak kullanılır. Fakat yüksek kısmi basınç altında `derinlik sarhoşluğu` diye adlandırdığımız bir etki gösterir. Bu da soluyan kişinin karar verme kabiliyetini ve yön duygusunu kaybetmesine neden olabilir. Bu sebeple derin dalışlarda oksijenin sulandırıcısı olarak helyum gazi kullanılabilir.
Helyum renksiz, kokusuz ve tatsızdir. Helyum da azot gazı gibi inert bir gazdır, yani kimyasal tepkimelere girmesi zordur. Dolayısıyla iyi bir sulandırıcıdır. Helyumum sarhoşluk etkisi yoktur. Fakat ısı iletkenliği cok yüksek olduğundan vücut ısısının çabuk kaybedilmesine yol acar. Bir başka özelliği de, solunduğunda geçici bir konuşma bozukluğuna sebep olmasıdır (ince sesli konuşma)
Karbondioksit renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Doğadaki bir çok kimyasal tepkimede karbondioksit üretilir, fakat yüksek kısmi basınçlarda solunduğunda bilinç kaybına yol açabilir.
3) Gaz Kanunları
Basıncın gazlar üzerindeki bütün etkilerini daha iyi anlayabilmek için gaz kanunlarını gözden geçirelim.
Boyle Kanunu
Bu yasa, basınç altında gazların sıkışması olayını soyle açıklar:
`Sabit sıcaklıkta bir gazın basıncı ve hacminin çarpımı sabittir.`
Diğer bir değişle, sabit sıcaklıkta gazların basıncı ve hacmi ters orantılıdır. Demek ki, bir balonu şişirip suyun 10 metre altına indirirsek, ortam basıncı 1 bar`dan 2 bar`a yani iki katına çıktığından, balonun hacmi de yarısına inecektir.
Ciğerlerimiz de hava dolu bir balon gibidir, su yüzeyinde derin bir nefes alıp 10 metreye serbest dalış yapan bir dalgıcın ciğerindeki hava, 10 metreye ulaştığında yüzeydeki hacminin yarısına inmiştir. Dönüp hiç nefes vermeden su yüzeyine çıktıgında ciğerindeki hava miktarı aynı olduğundan, ciğerin hacmi de ilk haline eşit olacaktır.
Fakat tüple dalış yapan bir dalgıç için durum farklıdır. Bu sefer dalgıç, 10 metrede hacmi yarısına inmiş olan ciğerini tüpteki havayla doldurur. Simdi ciğerlerde yüzeydekinin iki katı kadar hava vardır. Yine hic nefes vermeden su yüzeyine geri döndüğünde, ciğerin içindeki hava ilk hacminin iki katına ulaşmak isteyecektir. Bu da ciğerin kapasitesini zorlayacagından, zarar görmesine sebep olabilir.
Öyleyse bu noktada dalışın önemli kurallarından birinin sebebini anlamiş olduk: Dalış Süresince nefesini tutma ve su yuzeyine çıkarken sürekli nefes ver!
Dalton Kanunu
`Bir gaz karışımının toplam basıncı, karışımı oluşturan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Gazların kısmi basınçlarının toplam basınca oranı ise, karışım içindeki hacimlerinin toplam hacme oranına eşittir.`
Öyleyse, deniz seviyesinde 1 bar atmosferik basinçtaki hava karışımında kısmi basınçlar yaklaşık olarak aşağıdaki gibi sıralanabilir:
Oksijen: 0.21 bar
Azot: 0.78 bar
Diğer: 0.01 bar
Şimdi, azotun yüksek kısmi basınçlarda ortaya çıkan ve `derinlik sarhoşluğu` dediğimiz olaya sebep olan narkotik etkisine geri dönelim. Azotun bu özelliği 30 m. den itibaren farkedilir olmaya başlar. (30 m. deki ortam basıncı 4 bar. olduğundan, azotun kısmi basıncı yaklaşık 3.2 bar`dır.) Etki yeterli derinliğe ulaşıldığında hemen hissedilir ve tekrar güvenli derinliğe geri dönüldüğünde hemen kaybolur.
Azotun narkotik etkisi bir dalgıç için çok tehlikeli olabilir. 30 m.den itibaren görsel ve işitsel uyarılarılara tepki azalır, ve algılama duşer. 30-50 m. arasında kontrol edilemez bir gülme isteği ve aşırı bir kendine güven gelir, bu derinliklerde yön duygusu da kaybolur. Daha derinlerde halusinasyon etkisi gorulebilir.
Henry Kanunu
`Sabit sıcaklıkta bir sıvı icinde çozünen gazın miktarı, gazın kısmi basıncıyla doğru orantılıdır.`
Gazların sıvı içindeki çözünürlüğünü günlük yaşamda gazlı içeceklerde görüyoruz. Örneğin bir şişe coca-cola`nın içinde çözünmus bir miktar gaz vardır. Sişeyi açmadan salladığımızda şişenin içindeki basıncı yükseltiriz ve bir miktar daha gazın cola içinde çözünmesini sağlarız. Eğer şişeyi bekletmeden açarsak, basınç bir anda hava basıncına kadar düşeceğinden çözünmüş olan gaz, sıvı içinde çözünmus olarak barınamaz ve kabarcıklar halinde şişenin dışına fışkırır.
Vücudumuzda da benzer bir olay gerçekleşir. Solunan hava, kana ve dokulara geçip vücut sıvıları içinde çözünür. Basınç arttıkca kan ve dokulardakı çozünmüş gaz oranı artar. Eğer basınçta ani düşüşler olursa, aynı Coca-cola örneğinde olduğu gibi gaz, kabarcıklar oluşturarak sıvıyı terk eder ve bu da ciddi dolaşım bozukluklarına yol açar.
Halk arasında `vurgun yemek` diye bilinen dalış hastalığı gazların bu özelliğinin sonucudur. Bu tür aksilikleri engelleyebilmek için, kan ve dokulardaki çözünmüş gaz yavaş ve tehlikesiz olarak dışarı atılmalıdır. Bu da deko tablolarında belirtilen derinliklerde, belli süreler bekleyerek yapılır.
4) Suyun kaldırma kuvveti
Cisimler, suya konulduklarında yüzerler, batarlar veya suyun içinde dengede dururlar. Bu, suyun kaldırma kuvvetinin bir sonucudur.
Cisimler üzerindeki kaldırma kuvveti bütün akışkanlarda olan bir özelliktir. Akışkanların bu özelliği ilk defa Yunan matematikçi Arşimet tarafından şu şekilde ortaya atıldı:
`Tamamen veya kısmen bir akışkanın içinde bulunan herhangi bir cisim, yerdeğiştirdiği akışkanın ağırlığı kadar bir kuvvetle yukarı itilir.`
Bir cismi akışkanın içine yerleştirdiğimizde, kendi hacmine eşit hacimdeki akışkanın yerini değiştirir veya taşırır. Yer değiştiren akışkanın ağırlıği ise hacmi ve yoğunluğunun carpımına eşittir. Yani:
Kaldırma kuvveti = cismin hacmi x akışkanın yoğunluğu
Öyleyse, akışkan az yoğun bir maddeyse, cismin üzerindeki kaldırma kuvveti de az olacaktır. Su, havaya göre oldukça yoğun bir maddedir. Bu sebeple, havada kaldırma kuvvetini hissetmememize rağmen su içinde bunu güçlü bir şekilde hissediyoruz.
Su altında da cisimler yerçekimi etkisiyle aşağı doğru çekilirler. Yani, her cismin havada olduğu gibi su içinde de ağırlığı vardır. Şimdi Şekil.1 deki kuvvet dengesine bakalım. Eğer cismin ağırlığı suyun kaldırma kuvvetinden büyükse, cisim batar. Eğer küçükse, cisim yüzer ve eğer bu iki kuvvet birbirine eşitse, cisim su içinde dengede kalır.
Rahat dalış yapmanın en önemli noktalarından biri de su içinde sürekli denge durumunda olabilmeyi başarabilmektir. Peki, bunu nasıl başaracağız?
Çıplak bir insan normal şartlarda suda batmaz. Diğer bir deyişle, suyun kaldırma kuvveti, vücudun ağırlıgından fazladır. Vücut üzerindeki bu kaldırma kuvveti ise kemik yapısına, yağ oranina,ciğer kapasitesine vs., bağlı olarak değişir. Dolayısıyla, dalgıçlar batabilmek icin ağırlık takarlar. Bu ağırlığın miktarı da dalgıcın fiziksel özelliklerine göre değişecektir. Şimdi, suya girdiğinde `batabilir` olduğundan emin olan dalgıcın ikinci düşünmesi gereken şey, su içinde istenilen derinlikte yeniden nasıl dengeye ulaşabileceği ve dengede kalabileceği olacaktır.
Ağırlığımiz sabit olduğuna göre, bizi aşağı doğru çeken kuvvet hiç değişmiyor. Demek ki, yukarı doğru olan kaldırma kuvvetini değiştirerek iki kuvveti birbirine eşitlemeye calışacağız. Yukarıda elde ettiğimiz basit eşitlige bakalım.
Bizi yukarı iten kuvvet, suyun yoğunluguyla hacmimizin çarpımına eşit. Su sıkışmaz bir akışkandır, dolayısıyla yoğunluğu sabittir. Öyleyse, hacmimizi değiştirerek suyun kaldırma kuvvetini değiştirebiliriz. İşte, dalış yeleğinin (BC) önemli rolü burada ortaya çıkıyor.
Su yüzeyinde, şişirilmis olan BC ile yüzer haldeyken, havayı boşaltıyoruz ve batmaya başlıyoruz. Istenilen derinliğe ulaştığımızda ise, BC içine biraz hava vererek dengeye geliyoruz. Aynı derinlikte kaldığımız sürece denge durumu bozulmaz. Şimdi, daha derine indiğimizi düşünelim. Bu noktada, yine Boyle Kanunu harekete geciyor.
Derine indikce, basınç artacak ve gaz hacmi azalacaktır. Dolayısıyla, BC`nin hacmi ve bununla birlikte suyun kaldırma kuvveti azalır, dibe doğru çekilmeye başlarız. Öyleyse, yeniden dengeye gelmek icin BC`ye biraz daha hava vermek gerekecektir.
Şimdi, tekrar su yüzeyine dogru hareket edelim. Ufak bir basınç azalmasında bile BC`nin içindeki hava genleşeceginden denge bozulur ve yukarı doğru hareket etmeye başlarız. Çıktığımız her santimde bizi yüzeye çeken kaldırma kuvveti de artacaktır. Dolayısıyla BC`deki havayı azaltmadığımız sürece sürekli hızlanarak yüzeye çekiliriz. Bu nedenle, su yuzeyine doğru çıkarken BC`mizin içindeki havayı boşaltırız.
Dalış fiziğinin ana hatlarını incelediğimiz yazımızın ikinci bölümünde, su altında ışık, ses, ısı iletimi, ve tüpteki havanın kullanımına değineceğiz.
5) Su altında ışık ve görüş
Işık, su altında havada olduğundan daha farklı emilir, saçılır veya kırılır. Bu da görüşümüzde bazı değişikliklere sebep olur. Dalgıçların su altında rahat hareket edebilmeleri için, bu özelliklerin anlaşılması önemlidir.
Işığın Kırılması
Işık, bir ortamdan farklı bir ortama geçerken kırılır. Suyun içindeki cisimlerden yansıyan ışınlar, dalgıcın maskesine ulaştıklarında kırılırlar, dolayısıyla cisimler, karada olduğundan farklı algılanırlar.
Şekil.1`de görüldüğü gibi balığın görüntüsü dalgıç tarafından, olduğundan daha yakın bir noktada algılanıyor. Su ve havanın ortamsal özellikleri dikkate alındığında, dalgıcın, balığın görüntüsünü tam olarak nerede algıladığını bulabiliriz.
Balığın görüntüsü = Balığın gerçek uzaklığı x (3/4)
Cisimlerin görüntülerinin değişmesi, dalgıçlarda el-göz koordinasyonunu zorlaştırıcı bir etkendir. Işığın kırılmasının diğer bir sonucu ise, cisimle dalgıcın arasındaki uzaklık arttıkça ortaya cıkar. Bu sefer, cisimler olduklarından daha uzak görünmeye başlarlar. Bu etkinin sebebi suyun hareketli olması, yani su içinde karmaşık akıntıların bulunmasıdır.
Görüntülerin değişmesi, ışığın sudan, maskenin içindeki havaya geçerken kırılması yüzünden olmasına karşın, maske içindeki havanın görüş için önemi büyüktür. Gözün içindeki maddeyle, suyun kırılma özellikleri çok benzer olduğundan, çıplak gözle su içinde net görüş imkansızdır. Cisimlerin görüntüleri gözün retinasının çok arkasında odaklanacağından, görüntü hiçbir zaman net olmayacaktır.
Işığın emilmesi
Işık suda emilir; bu sürçte, derinliğin artmasıyla birlikte ışık, hızla yokolur. Beyaz ışığı oluşturan 6 değişik renk, yani kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor, su içinde değişik etkileşimlerle emilir, diğer bir deyişle, bu renkler değişik derinliklerde yokolur. Çok berrak sularda, önce kırmızı, sonra turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor emilir. Şekil.2`de, berrak suda, artan derinlikle birlikte ışığın değişik renklerinin nasıl emildiğini görüyoruz.
Fakat, kıyılara daha yakın bölgelerde ayrışmış bitkisel, hayvansal parçacıklar ve planktonlar bulunur, ve bunlar ışığin renklerinin emilme sırasını değiştirir. Örneğin, planktonlar mor ve mavi ışığı emerler. Dolayısıyla, ışığın son ulaştığı derinliklerde sadece sarı ve yeşil ışık bulunur. Suyun özelliğine, ve içinde barındırdığı mikroskopik hayata bağlı olarak renklerin emilme sırasıda cok değişebilir.
Cisimler hangi rengi en fazla yansıtıyorlarsa, o renkte görünürler. Yani, kırmızı bir balık, diğer renkleri coğunlukla emer ve en çok kırmızı ışığı yansıtır. Şimdi Şekil.2`deki şemaya dönelim. 5 metrede kırmızı ışığı kaybediyoruz, dolayısıyla, kırmızı dışında bütün renkleri emme özelliği olan bir balığı, bu derinlikten sonra kırmızı değil, siyah görmeye başlarız. Bazı maddeler ise, birkac rengi birden yansıtırlar, ve en çok yansıttıkları rengi alırlar. Bu maddelere en güzel örnek, kandır. Kan yeşil ışığı da yansıtmasına karşın, kırmızı ışığı daha güçlü yansıttığından, karada kırmızı görünür. Derinde kırmızı ışık yok olduğunda, kan yeşil görünmeye başlar. Dalgıçların 5 metre derinlikten itibaren bembeyaz görünmelerinin sebebi de kırmızı ışığın berrak suda çok çabuk emilmesidir.
Su altındaki hayatı gerçek renkleriyle görebilmek için suni ışık kaynaklarına ihtiyaç duyarız. Fotoğrafçılıkta da, suni ışık kaynaklarının önemi büyüktür.
6) Su altında ses
Ses, madde içindeki küçük sıkışmaların iletilmesidir. Ses dalgaları madde içinde yol alırken molekülleri titreştirir, ve bu da maddenin denge basıncında ufak sapmalara neden olur. Madde içinde oluşan ve moleküllerin titreşmesiyle iletilen, bu yuksek ve alçak basınç profili, çok duyarlı bir ses alıcı olan kulak tarafından algılanır.
Ses, katı, sıvı veya gaz - her madde içinde iletilir. Sesin iletilme hızı ise maddenin özelliklerine bağlıdır.
Su, havaya göre çok daha yoğun bir madde olduğundan, küçük sıkışmalar su molekülleri tarafından çok daha çabuk algılanır ve ses havada olduğundan çok daha hızlı iletilir.
Şekil.3`te göründüğü gibi, deniz suyunda sesin iletilme hızı, soğuk bir kış gününde havadaki iletilme hızının 5 katına yakındır.
Su içinde sesin iletimi hızlı olmasına karşın, denizdeki değişik sıcaklıklardaki tabakalar ses dalgalarını önemli oranda saptırır. Ayrıca özellikle sığ sularda, ses dalgaları, suyun yüzeyinden veya cisimlerden yansıyacağından ses alanı karmaşık bir hal alabilir, ve kolay algılanamaz.
7) Isı iletkenliği
Su altında, insan vücudu ve onu çevreleyen ortam arasındaki ısı transferi de dalgıçları yakından ilgilendiren bir konudur.
Isı transferi, eğer bir maddenin iki değişik bölgesindeki sıcaklıklar farklıysa gerçekleşir. Isı, sıcak bölgeden soğuk bölgeye doğru iletilir. Isının iletilme hızı ise ortamın özelliklerine, sıcaklık farkına ve ısının iletildiği yüzey alanının büyüklüğüne bağlıdır.
Dolayısıyla, 36 dereceden daha düşük bir sıcaklıktaki ortamda olduğumuzda, ısı vücudumuzdan dışarı doğru iletilir, diğer bir deyişle, ısı kaybederiz. Tabii bu arada, vücudumuz da boş durmayacak ve sıcaklığını sabit tutmak üzere ısı üretecektir. Eğer vücuttan dışarı dogru olan ısı transfer hızı, vücudun ısı üretme hızından düşükse üşüdüğümüzü hissetmeyiz.
Suyun ısı iletkenliği, havaninkinin 25 katıdır. Dolayısıyla, vücudumuz suda, havada olduğundan 25 kat daha hızlı ısı kaybedeceğinden, üşüme suda havadakinden cok daha yüksek sıcaklıklarda başlar. Bundan korunmak için dalış yapılan suların sıcaklığına göre değişik türde dalış elbiseleri kullanılmalıdır.
Yazımızın ilk bölümünde, derin dalışlar için, tüpteki hava karışımında azot yerine helyum kullanıldığından bahsetmiştik. Bunun bir sakıncası, helyumun ısı iletkenliğinin azotunkinin yaklaşık altı katı olmasıdır. Helyum karışımı kullanıldığında, vücudun ısı kaybı, solunan havanın da etkisiyle daha da hızlanacaktır.
8) Hava hesapları
Artan derinlikle birlikte gazlarin sıkışıyor olması, tüpteki havanın kullanım süresini de etkileyecektir. Değişik derinliklerde, ciğerlerimizi doldurmak için farklı miktarlarda hava karışımına gereksinim duyarız. Insan, dakikada ortalama 25 litre hava tüketir. Şimdi 10 metreye indiğimizi düşünelim. Ortam basıncı 2 bar`a, yani iki katına yükseleceğinden, gaz hacmi yarısına iner. Dolayısıyla, ciğerlerimizi doldurmak için deniz seviyesinde olduğunun iki katı havaya ihtiyaç duyarız, yani dakikada (yuzeydeki hacmiyle) 50 litre hava kullanırız.
Genel olarak, dakikada ne kadar hava tükettiğimizi hesaplamak için:
Derinde tüketim hızı= Yüzeyde tuketim hızı x (derindeki ortam basıncı/yüzeydeki ortam basıncı)
Tabii, bir de tüpte ne kadar hava olduğunu hesaplamamız gerekir. Örneğin, 10 litrelik bir tüpün içinde 200 bar basınç altında sıkıştırılmış hava varsa, bu havanın 1 bar basınç altındaki hacmi 2000 litredir.
Acil durumlar için tüpte 50 bar basınçta hava bırakılarak dalışın tamamlanmasi gerekir. 50 bar basınç altında 10 litrelik tüp içine sıkıştırılmış hava, 1 bar basınç altında 500 litre hacme sahiptir. Demek ki, bizim için kullanılabilir hava miktarı en fazla 2000-500= 1500 litredir.
Daha önce, 10 metre derinlikte 1 bar basınç altındaki hacmiyle dakikada 50 lt. hava kullandığımızı hesaplamıştık. Demek ki, 200 bar basınçlı, 10 litrelik bir tüple 10 metrede kalabilme süremiz:
1500 litre / 50litre/dakika =30 dakikadır.
Dikkat ederseniz, bu hesabı iniş ve cıkışlardaki hava tüketimini saymadan yaptık. Simdi bu etkeni de hesabımıza katalım ve planlanmış bir dalıştaki hava kullanımını inceleyelim. Planladığımız dalışta 20 metrede 18 dakika kalmak istediğimizi varsayalım.
Inişteki maksimum hızımızı dakikada 25 metre olarak kabul edebiliriz. Çıkışta ise, bu hız dakikada 10 metre`ye kadar düşmelidir. Dalışı 20 metrede yapacağımıza göre, iniş ve çıkışta harcadığımız zamanları hesaplamak istersek:
İniş süresi= 20 metre / 25 metre/dakika = 0.8 dakika
Çıkış süresi= 20 metre / 10 metre/dakika= 2 dakika
Demek ki, yolda harcanan toplam süre 2.8 dakika`dır. Iniş ve çıkışlardaki hava tüketimini bulmak için, ortalama bir derinlik olan 10 metreyi esas alalım. Ilk yaptığımız hesapta, 10 metrede dakikada 50 litre hava kullandığımızı bulmuştuk.
Öyleyse, İniş ve çıkışlarda kullanılan hava=50 litre/dakika x 2.8 dakika = 140 litre olacaktır.
Şimdi, 20 metre derinlikte dakikada kaç litre hava kullandığımıza bakalım, ortam basıncı 3 bar olduğuna göre:
20 metrede hava kullanımı = 25litre/ dakika x 3 = 75 litre/dakika
20 metrede 18 dakika kalmak istediğimize göre, bu sürede tüketeceğimiz hava: 75 litre/dakika x 18 dakika= 1350 litre olarak hesaplanabilir.
Demek ki, bütün dalışta harcadığımız toplam hava, 1350 + 140 = 1490 litre olacaktır.
Tüpte acil durumlar için hava bırakıldığında, kullanılabilir hava hacmini 1500 litre olarak hesaplamıştık. Öyleyse, planladığımız bu dalış gercekleştirilebilir.
Yazı: Defne Üçer
Çeviren ve düzenleyen: Ali Şaylan
Dalış yapmak, bizlere bir takım fizik kanunlarının canlı tanığı olma fırsatı verir.
Görüp hissettiklerimizin neden olduğunu bilmek ise dalmayı daha heyecanlı bir hale getirebilir. Bu `Neden?`leri öğrenmek, bu kaçınılmaz doğa yasalarını kendi yararımıza kullanabilmemizi kolaylaştırır ve bizi tatsız tecrübelerden koruyabilir. Bu yazıda, dalış esnasında tecrübe ettiğimiz bazı olayların sebeplerini fizik kanunlarına göz atarak açıklamaya çalışacağız.
Bu ayki yazımızda, derinlik ve basınç ilişkileri, gaz kanunları, kısmi basınç, ve suyun kaldırma kuvvetinden bahsedeceğiz.
1) Derinlik ve Basınç
Basınç, birim yüzey alanına etki eden kuvvet olarak tanımlanır. Basınç birimi, pascal (Pa), atmosferik basınç (atm), milimetre merküri (mmHg) veya Psi olabilir. Biz bu yazıda, deniz seviyesindeki hava basıncı baz alınarak ayarlanmış atmosferik basınç birimini kullanacağız.
Yeryüzünde, deniz seviyesinde bir santimetrekarelik alanın üzerinde kalan havanın kütlesi 1 kg.dır. Bu, 1 atmosfer (atm) veya 1 Bar basınca denk gelir.
Su ise havaya göre cok daha yoğun bir maddedir. Dolayısıyla, bir santimetrekarelik alana 1kg. ağırlık uygulayan suyun yüksekliği sadece 10 metredir. Öyleyse, 10 metre derinlikteki suyun basıncı 1 Bar (1 atm) olacaktır.
Ortam basıncı ise, hava basıncı ile su basıncının toplamına eşittir. Yani 10 metre derinlikte, suyun basıncı 1 atm ve hava basıncı 1 atm olduğundan ortam basıncı (mutlak basınc) 2 atm.dir. Şekil.1 de değişik derinliklerdeki hava, su ve ortam basınçları gösterilmiştir.
Demek ki, normalde 1 bar basınç altında yaşıyoruz, ve bunu çok nadiren farkediyoruz. Örneğin, yüksek bir tepeden inerken kulaklarımızda baskı hissetmemiz, basıncın yükselmesinden kaynaklanır. Basıncı sadece kulaklarımızda hissetmemizin sebebi ise vücudumuzun sıvılardan oluşmasının ve sıvılarin sıkışamaz maddeler olmasının sonucudur. Kulaklarımızın içi havayla dolu olduğundan bu hava sıkışır ve bu sıkışma hissedilir.
Su altında da aynı olay gercekleşiyor, basıncı vücudumuzda hissetmediğimiz halde derine daldıkça kulaklarımızda bir sıkışma ve acı hissediyoruz. Ve bu sıkışmayı engellemek için kulaklara doğru fazladan hava üflüyoruz (kulak açma). Dolayısıyla, kulaklarımızın içinde her zaman belli oranda hava bulundurarak, `kulak içi hava basıncını` ortam basıncına eşitlemeye çalısıyoruz.
2) Yüksek basınç neden bu kadar önemli?
Basıncın gazları şıkıştırdığından bahsettik. Su altında dalgıçlar tamamen tüpten soludukları havaya muhtaçtır. Öyleyse, basıncın bu hava karışımının icindeki gazlara olan etkisine bir göz atalım.
Hava, Azot (Nitrojen ,% 78.084), Oksijen (% 20.946), Argon (%0.934), Karbondioksit (%0.033) ve diğer gazlar (% 0.003) dan olusur. Yüksek basınç altında şıkıştırılmıs hava, dalış icin en yaygın olarak kullanılan karışımdır.
Oksijen renksiz, kokusuz, tatsız bir gazdır ve su icinde cok az çözünür. Oksijen yaşam için gerekli olan tek gazdır. Hava karışımındaki diger gazlar, çözücü (sulandırıcı) görevi üstlenir. Oksijen yüksek basınç; altında, fazla oranda solunduğunda tehlikeli olabilir. Bu olaya oksijen zehirlenmesi diyoruz.
Azot (Nitrojen) renksiz, kokusuz, tatsız bir gazdır. Yaşam icin gerekli değildir. Hava karışımında oksijenin sulandırıcısı olarak kullanılır. Fakat yüksek kısmi basınç altında `derinlik sarhoşluğu` diye adlandırdığımız bir etki gösterir. Bu da soluyan kişinin karar verme kabiliyetini ve yön duygusunu kaybetmesine neden olabilir. Bu sebeple derin dalışlarda oksijenin sulandırıcısı olarak helyum gazi kullanılabilir.
Helyum renksiz, kokusuz ve tatsızdir. Helyum da azot gazı gibi inert bir gazdır, yani kimyasal tepkimelere girmesi zordur. Dolayısıyla iyi bir sulandırıcıdır. Helyumum sarhoşluk etkisi yoktur. Fakat ısı iletkenliği cok yüksek olduğundan vücut ısısının çabuk kaybedilmesine yol acar. Bir başka özelliği de, solunduğunda geçici bir konuşma bozukluğuna sebep olmasıdır (ince sesli konuşma)
Karbondioksit renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Doğadaki bir çok kimyasal tepkimede karbondioksit üretilir, fakat yüksek kısmi basınçlarda solunduğunda bilinç kaybına yol açabilir.
3) Gaz Kanunları
Basıncın gazlar üzerindeki bütün etkilerini daha iyi anlayabilmek için gaz kanunlarını gözden geçirelim.
Boyle Kanunu
Bu yasa, basınç altında gazların sıkışması olayını soyle açıklar:
`Sabit sıcaklıkta bir gazın basıncı ve hacminin çarpımı sabittir.`
Diğer bir değişle, sabit sıcaklıkta gazların basıncı ve hacmi ters orantılıdır. Demek ki, bir balonu şişirip suyun 10 metre altına indirirsek, ortam basıncı 1 bar`dan 2 bar`a yani iki katına çıktığından, balonun hacmi de yarısına inecektir.
Ciğerlerimiz de hava dolu bir balon gibidir, su yüzeyinde derin bir nefes alıp 10 metreye serbest dalış yapan bir dalgıcın ciğerindeki hava, 10 metreye ulaştığında yüzeydeki hacminin yarısına inmiştir. Dönüp hiç nefes vermeden su yüzeyine çıktıgında ciğerindeki hava miktarı aynı olduğundan, ciğerin hacmi de ilk haline eşit olacaktır.
Fakat tüple dalış yapan bir dalgıç için durum farklıdır. Bu sefer dalgıç, 10 metrede hacmi yarısına inmiş olan ciğerini tüpteki havayla doldurur. Simdi ciğerlerde yüzeydekinin iki katı kadar hava vardır. Yine hic nefes vermeden su yüzeyine geri döndüğünde, ciğerin içindeki hava ilk hacminin iki katına ulaşmak isteyecektir. Bu da ciğerin kapasitesini zorlayacagından, zarar görmesine sebep olabilir.
Öyleyse bu noktada dalışın önemli kurallarından birinin sebebini anlamiş olduk: Dalış Süresince nefesini tutma ve su yuzeyine çıkarken sürekli nefes ver!
Dalton Kanunu
`Bir gaz karışımının toplam basıncı, karışımı oluşturan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Gazların kısmi basınçlarının toplam basınca oranı ise, karışım içindeki hacimlerinin toplam hacme oranına eşittir.`
Öyleyse, deniz seviyesinde 1 bar atmosferik basinçtaki hava karışımında kısmi basınçlar yaklaşık olarak aşağıdaki gibi sıralanabilir:
Oksijen: 0.21 bar
Azot: 0.78 bar
Diğer: 0.01 bar
Şimdi, azotun yüksek kısmi basınçlarda ortaya çıkan ve `derinlik sarhoşluğu` dediğimiz olaya sebep olan narkotik etkisine geri dönelim. Azotun bu özelliği 30 m. den itibaren farkedilir olmaya başlar. (30 m. deki ortam basıncı 4 bar. olduğundan, azotun kısmi basıncı yaklaşık 3.2 bar`dır.) Etki yeterli derinliğe ulaşıldığında hemen hissedilir ve tekrar güvenli derinliğe geri dönüldüğünde hemen kaybolur.
Azotun narkotik etkisi bir dalgıç için çok tehlikeli olabilir. 30 m.den itibaren görsel ve işitsel uyarılarılara tepki azalır, ve algılama duşer. 30-50 m. arasında kontrol edilemez bir gülme isteği ve aşırı bir kendine güven gelir, bu derinliklerde yön duygusu da kaybolur. Daha derinlerde halusinasyon etkisi gorulebilir.
Henry Kanunu
`Sabit sıcaklıkta bir sıvı icinde çozünen gazın miktarı, gazın kısmi basıncıyla doğru orantılıdır.`
Gazların sıvı içindeki çözünürlüğünü günlük yaşamda gazlı içeceklerde görüyoruz. Örneğin bir şişe coca-cola`nın içinde çözünmus bir miktar gaz vardır. Sişeyi açmadan salladığımızda şişenin içindeki basıncı yükseltiriz ve bir miktar daha gazın cola içinde çözünmesini sağlarız. Eğer şişeyi bekletmeden açarsak, basınç bir anda hava basıncına kadar düşeceğinden çözünmüş olan gaz, sıvı içinde çözünmus olarak barınamaz ve kabarcıklar halinde şişenin dışına fışkırır.
Vücudumuzda da benzer bir olay gerçekleşir. Solunan hava, kana ve dokulara geçip vücut sıvıları içinde çözünür. Basınç arttıkca kan ve dokulardakı çozünmüş gaz oranı artar. Eğer basınçta ani düşüşler olursa, aynı Coca-cola örneğinde olduğu gibi gaz, kabarcıklar oluşturarak sıvıyı terk eder ve bu da ciddi dolaşım bozukluklarına yol açar.
Halk arasında `vurgun yemek` diye bilinen dalış hastalığı gazların bu özelliğinin sonucudur. Bu tür aksilikleri engelleyebilmek için, kan ve dokulardaki çözünmüş gaz yavaş ve tehlikesiz olarak dışarı atılmalıdır. Bu da deko tablolarında belirtilen derinliklerde, belli süreler bekleyerek yapılır.
4) Suyun kaldırma kuvveti
Cisimler, suya konulduklarında yüzerler, batarlar veya suyun içinde dengede dururlar. Bu, suyun kaldırma kuvvetinin bir sonucudur.
Cisimler üzerindeki kaldırma kuvveti bütün akışkanlarda olan bir özelliktir. Akışkanların bu özelliği ilk defa Yunan matematikçi Arşimet tarafından şu şekilde ortaya atıldı:
`Tamamen veya kısmen bir akışkanın içinde bulunan herhangi bir cisim, yerdeğiştirdiği akışkanın ağırlığı kadar bir kuvvetle yukarı itilir.`
Bir cismi akışkanın içine yerleştirdiğimizde, kendi hacmine eşit hacimdeki akışkanın yerini değiştirir veya taşırır. Yer değiştiren akışkanın ağırlıği ise hacmi ve yoğunluğunun carpımına eşittir. Yani:
Kaldırma kuvveti = cismin hacmi x akışkanın yoğunluğu
Öyleyse, akışkan az yoğun bir maddeyse, cismin üzerindeki kaldırma kuvveti de az olacaktır. Su, havaya göre oldukça yoğun bir maddedir. Bu sebeple, havada kaldırma kuvvetini hissetmememize rağmen su içinde bunu güçlü bir şekilde hissediyoruz.
Su altında da cisimler yerçekimi etkisiyle aşağı doğru çekilirler. Yani, her cismin havada olduğu gibi su içinde de ağırlığı vardır. Şimdi Şekil.1 deki kuvvet dengesine bakalım. Eğer cismin ağırlığı suyun kaldırma kuvvetinden büyükse, cisim batar. Eğer küçükse, cisim yüzer ve eğer bu iki kuvvet birbirine eşitse, cisim su içinde dengede kalır.
Rahat dalış yapmanın en önemli noktalarından biri de su içinde sürekli denge durumunda olabilmeyi başarabilmektir. Peki, bunu nasıl başaracağız?
Çıplak bir insan normal şartlarda suda batmaz. Diğer bir deyişle, suyun kaldırma kuvveti, vücudun ağırlıgından fazladır. Vücut üzerindeki bu kaldırma kuvveti ise kemik yapısına, yağ oranina,ciğer kapasitesine vs., bağlı olarak değişir. Dolayısıyla, dalgıçlar batabilmek icin ağırlık takarlar. Bu ağırlığın miktarı da dalgıcın fiziksel özelliklerine göre değişecektir. Şimdi, suya girdiğinde `batabilir` olduğundan emin olan dalgıcın ikinci düşünmesi gereken şey, su içinde istenilen derinlikte yeniden nasıl dengeye ulaşabileceği ve dengede kalabileceği olacaktır.
Ağırlığımiz sabit olduğuna göre, bizi aşağı doğru çeken kuvvet hiç değişmiyor. Demek ki, yukarı doğru olan kaldırma kuvvetini değiştirerek iki kuvveti birbirine eşitlemeye calışacağız. Yukarıda elde ettiğimiz basit eşitlige bakalım.
Bizi yukarı iten kuvvet, suyun yoğunluguyla hacmimizin çarpımına eşit. Su sıkışmaz bir akışkandır, dolayısıyla yoğunluğu sabittir. Öyleyse, hacmimizi değiştirerek suyun kaldırma kuvvetini değiştirebiliriz. İşte, dalış yeleğinin (BC) önemli rolü burada ortaya çıkıyor.
Su yüzeyinde, şişirilmis olan BC ile yüzer haldeyken, havayı boşaltıyoruz ve batmaya başlıyoruz. Istenilen derinliğe ulaştığımızda ise, BC içine biraz hava vererek dengeye geliyoruz. Aynı derinlikte kaldığımız sürece denge durumu bozulmaz. Şimdi, daha derine indiğimizi düşünelim. Bu noktada, yine Boyle Kanunu harekete geciyor.
Derine indikce, basınç artacak ve gaz hacmi azalacaktır. Dolayısıyla, BC`nin hacmi ve bununla birlikte suyun kaldırma kuvveti azalır, dibe doğru çekilmeye başlarız. Öyleyse, yeniden dengeye gelmek icin BC`ye biraz daha hava vermek gerekecektir.
Şimdi, tekrar su yüzeyine dogru hareket edelim. Ufak bir basınç azalmasında bile BC`nin içindeki hava genleşeceginden denge bozulur ve yukarı doğru hareket etmeye başlarız. Çıktığımız her santimde bizi yüzeye çeken kaldırma kuvveti de artacaktır. Dolayısıyla BC`deki havayı azaltmadığımız sürece sürekli hızlanarak yüzeye çekiliriz. Bu nedenle, su yuzeyine doğru çıkarken BC`mizin içindeki havayı boşaltırız.
Dalış fiziğinin ana hatlarını incelediğimiz yazımızın ikinci bölümünde, su altında ışık, ses, ısı iletimi, ve tüpteki havanın kullanımına değineceğiz.
5) Su altında ışık ve görüş
Işık, su altında havada olduğundan daha farklı emilir, saçılır veya kırılır. Bu da görüşümüzde bazı değişikliklere sebep olur. Dalgıçların su altında rahat hareket edebilmeleri için, bu özelliklerin anlaşılması önemlidir.
Işığın Kırılması
Işık, bir ortamdan farklı bir ortama geçerken kırılır. Suyun içindeki cisimlerden yansıyan ışınlar, dalgıcın maskesine ulaştıklarında kırılırlar, dolayısıyla cisimler, karada olduğundan farklı algılanırlar.
Şekil.1`de görüldüğü gibi balığın görüntüsü dalgıç tarafından, olduğundan daha yakın bir noktada algılanıyor. Su ve havanın ortamsal özellikleri dikkate alındığında, dalgıcın, balığın görüntüsünü tam olarak nerede algıladığını bulabiliriz.
Balığın görüntüsü = Balığın gerçek uzaklığı x (3/4)
Cisimlerin görüntülerinin değişmesi, dalgıçlarda el-göz koordinasyonunu zorlaştırıcı bir etkendir. Işığın kırılmasının diğer bir sonucu ise, cisimle dalgıcın arasındaki uzaklık arttıkça ortaya cıkar. Bu sefer, cisimler olduklarından daha uzak görünmeye başlarlar. Bu etkinin sebebi suyun hareketli olması, yani su içinde karmaşık akıntıların bulunmasıdır.
Görüntülerin değişmesi, ışığın sudan, maskenin içindeki havaya geçerken kırılması yüzünden olmasına karşın, maske içindeki havanın görüş için önemi büyüktür. Gözün içindeki maddeyle, suyun kırılma özellikleri çok benzer olduğundan, çıplak gözle su içinde net görüş imkansızdır. Cisimlerin görüntüleri gözün retinasının çok arkasında odaklanacağından, görüntü hiçbir zaman net olmayacaktır.
Işığın emilmesi
Işık suda emilir; bu sürçte, derinliğin artmasıyla birlikte ışık, hızla yokolur. Beyaz ışığı oluşturan 6 değişik renk, yani kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor, su içinde değişik etkileşimlerle emilir, diğer bir deyişle, bu renkler değişik derinliklerde yokolur. Çok berrak sularda, önce kırmızı, sonra turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor emilir. Şekil.2`de, berrak suda, artan derinlikle birlikte ışığın değişik renklerinin nasıl emildiğini görüyoruz.
Fakat, kıyılara daha yakın bölgelerde ayrışmış bitkisel, hayvansal parçacıklar ve planktonlar bulunur, ve bunlar ışığin renklerinin emilme sırasını değiştirir. Örneğin, planktonlar mor ve mavi ışığı emerler. Dolayısıyla, ışığın son ulaştığı derinliklerde sadece sarı ve yeşil ışık bulunur. Suyun özelliğine, ve içinde barındırdığı mikroskopik hayata bağlı olarak renklerin emilme sırasıda cok değişebilir.
Cisimler hangi rengi en fazla yansıtıyorlarsa, o renkte görünürler. Yani, kırmızı bir balık, diğer renkleri coğunlukla emer ve en çok kırmızı ışığı yansıtır. Şimdi Şekil.2`deki şemaya dönelim. 5 metrede kırmızı ışığı kaybediyoruz, dolayısıyla, kırmızı dışında bütün renkleri emme özelliği olan bir balığı, bu derinlikten sonra kırmızı değil, siyah görmeye başlarız. Bazı maddeler ise, birkac rengi birden yansıtırlar, ve en çok yansıttıkları rengi alırlar. Bu maddelere en güzel örnek, kandır. Kan yeşil ışığı da yansıtmasına karşın, kırmızı ışığı daha güçlü yansıttığından, karada kırmızı görünür. Derinde kırmızı ışık yok olduğunda, kan yeşil görünmeye başlar. Dalgıçların 5 metre derinlikten itibaren bembeyaz görünmelerinin sebebi de kırmızı ışığın berrak suda çok çabuk emilmesidir.
Su altındaki hayatı gerçek renkleriyle görebilmek için suni ışık kaynaklarına ihtiyaç duyarız. Fotoğrafçılıkta da, suni ışık kaynaklarının önemi büyüktür.
6) Su altında ses
Ses, madde içindeki küçük sıkışmaların iletilmesidir. Ses dalgaları madde içinde yol alırken molekülleri titreştirir, ve bu da maddenin denge basıncında ufak sapmalara neden olur. Madde içinde oluşan ve moleküllerin titreşmesiyle iletilen, bu yuksek ve alçak basınç profili, çok duyarlı bir ses alıcı olan kulak tarafından algılanır.
Ses, katı, sıvı veya gaz - her madde içinde iletilir. Sesin iletilme hızı ise maddenin özelliklerine bağlıdır.
Su, havaya göre çok daha yoğun bir madde olduğundan, küçük sıkışmalar su molekülleri tarafından çok daha çabuk algılanır ve ses havada olduğundan çok daha hızlı iletilir.
Şekil.3`te göründüğü gibi, deniz suyunda sesin iletilme hızı, soğuk bir kış gününde havadaki iletilme hızının 5 katına yakındır.
Su içinde sesin iletimi hızlı olmasına karşın, denizdeki değişik sıcaklıklardaki tabakalar ses dalgalarını önemli oranda saptırır. Ayrıca özellikle sığ sularda, ses dalgaları, suyun yüzeyinden veya cisimlerden yansıyacağından ses alanı karmaşık bir hal alabilir, ve kolay algılanamaz.
7) Isı iletkenliği
Su altında, insan vücudu ve onu çevreleyen ortam arasındaki ısı transferi de dalgıçları yakından ilgilendiren bir konudur.
Isı transferi, eğer bir maddenin iki değişik bölgesindeki sıcaklıklar farklıysa gerçekleşir. Isı, sıcak bölgeden soğuk bölgeye doğru iletilir. Isının iletilme hızı ise ortamın özelliklerine, sıcaklık farkına ve ısının iletildiği yüzey alanının büyüklüğüne bağlıdır.
Dolayısıyla, 36 dereceden daha düşük bir sıcaklıktaki ortamda olduğumuzda, ısı vücudumuzdan dışarı doğru iletilir, diğer bir deyişle, ısı kaybederiz. Tabii bu arada, vücudumuz da boş durmayacak ve sıcaklığını sabit tutmak üzere ısı üretecektir. Eğer vücuttan dışarı dogru olan ısı transfer hızı, vücudun ısı üretme hızından düşükse üşüdüğümüzü hissetmeyiz.
Suyun ısı iletkenliği, havaninkinin 25 katıdır. Dolayısıyla, vücudumuz suda, havada olduğundan 25 kat daha hızlı ısı kaybedeceğinden, üşüme suda havadakinden cok daha yüksek sıcaklıklarda başlar. Bundan korunmak için dalış yapılan suların sıcaklığına göre değişik türde dalış elbiseleri kullanılmalıdır.
Yazımızın ilk bölümünde, derin dalışlar için, tüpteki hava karışımında azot yerine helyum kullanıldığından bahsetmiştik. Bunun bir sakıncası, helyumun ısı iletkenliğinin azotunkinin yaklaşık altı katı olmasıdır. Helyum karışımı kullanıldığında, vücudun ısı kaybı, solunan havanın da etkisiyle daha da hızlanacaktır.
8) Hava hesapları
Artan derinlikle birlikte gazlarin sıkışıyor olması, tüpteki havanın kullanım süresini de etkileyecektir. Değişik derinliklerde, ciğerlerimizi doldurmak için farklı miktarlarda hava karışımına gereksinim duyarız. Insan, dakikada ortalama 25 litre hava tüketir. Şimdi 10 metreye indiğimizi düşünelim. Ortam basıncı 2 bar`a, yani iki katına yükseleceğinden, gaz hacmi yarısına iner. Dolayısıyla, ciğerlerimizi doldurmak için deniz seviyesinde olduğunun iki katı havaya ihtiyaç duyarız, yani dakikada (yuzeydeki hacmiyle) 50 litre hava kullanırız.
Genel olarak, dakikada ne kadar hava tükettiğimizi hesaplamak için:
Derinde tüketim hızı= Yüzeyde tuketim hızı x (derindeki ortam basıncı/yüzeydeki ortam basıncı)
Tabii, bir de tüpte ne kadar hava olduğunu hesaplamamız gerekir. Örneğin, 10 litrelik bir tüpün içinde 200 bar basınç altında sıkıştırılmış hava varsa, bu havanın 1 bar basınç altındaki hacmi 2000 litredir.
Acil durumlar için tüpte 50 bar basınçta hava bırakılarak dalışın tamamlanmasi gerekir. 50 bar basınç altında 10 litrelik tüp içine sıkıştırılmış hava, 1 bar basınç altında 500 litre hacme sahiptir. Demek ki, bizim için kullanılabilir hava miktarı en fazla 2000-500= 1500 litredir.
Daha önce, 10 metre derinlikte 1 bar basınç altındaki hacmiyle dakikada 50 lt. hava kullandığımızı hesaplamıştık. Demek ki, 200 bar basınçlı, 10 litrelik bir tüple 10 metrede kalabilme süremiz:
1500 litre / 50litre/dakika =30 dakikadır.
Dikkat ederseniz, bu hesabı iniş ve cıkışlardaki hava tüketimini saymadan yaptık. Simdi bu etkeni de hesabımıza katalım ve planlanmış bir dalıştaki hava kullanımını inceleyelim. Planladığımız dalışta 20 metrede 18 dakika kalmak istediğimizi varsayalım.
Inişteki maksimum hızımızı dakikada 25 metre olarak kabul edebiliriz. Çıkışta ise, bu hız dakikada 10 metre`ye kadar düşmelidir. Dalışı 20 metrede yapacağımıza göre, iniş ve çıkışta harcadığımız zamanları hesaplamak istersek:
İniş süresi= 20 metre / 25 metre/dakika = 0.8 dakika
Çıkış süresi= 20 metre / 10 metre/dakika= 2 dakika
Demek ki, yolda harcanan toplam süre 2.8 dakika`dır. Iniş ve çıkışlardaki hava tüketimini bulmak için, ortalama bir derinlik olan 10 metreyi esas alalım. Ilk yaptığımız hesapta, 10 metrede dakikada 50 litre hava kullandığımızı bulmuştuk.
Öyleyse, İniş ve çıkışlarda kullanılan hava=50 litre/dakika x 2.8 dakika = 140 litre olacaktır.
Şimdi, 20 metre derinlikte dakikada kaç litre hava kullandığımıza bakalım, ortam basıncı 3 bar olduğuna göre:
20 metrede hava kullanımı = 25litre/ dakika x 3 = 75 litre/dakika
20 metrede 18 dakika kalmak istediğimize göre, bu sürede tüketeceğimiz hava: 75 litre/dakika x 18 dakika= 1350 litre olarak hesaplanabilir.
Demek ki, bütün dalışta harcadığımız toplam hava, 1350 + 140 = 1490 litre olacaktır.
Tüpte acil durumlar için hava bırakıldığında, kullanılabilir hava hacmini 1500 litre olarak hesaplamıştık. Öyleyse, planladığımız bu dalış gercekleştirilebilir.
Yazı: Defne Üçer
Çeviren ve düzenleyen: Ali Şaylan
