System ważenia do nurkowania

Zavorra.JPG
Konwencjonalny pas balastowy do nurkowania z szybko zwalnianą klamrą
Inne nazwy
  • Ciężarki do nurkowania
  • Pas balastowy
  • Zintegrowane ciężarki
  • Przytnij ciężarki
Używa Korekta pływalności i regulacja trymu nurków podwodnych
Powiązane przedmioty Urządzenie do kompensacji pływalności
Pas balastowy i tradycyjny pas balastowy

System balastowy do nurkowania to balast dodawany do nurka lub sprzętu nurkowego w celu przeciwdziałania nadmiernej pływalności. Mogą być używane przez nurków lub na sprzęcie takim jak dzwony nurkowe, łodzie podwodne lub obudowy kamer.

Nurkowie noszą systemy balastowe dla nurków , pasy balastowe lub obciążniki , aby przeciwdziałać wyporności innego sprzętu do nurkowania , takiego jak kombinezony do nurkowania i aluminiowe butle do nurkowania , oraz wyporności nurka. Płetwonurek musi być wystarczająco wyważony, aby mieć lekko ujemną pływalność pod koniec nurkowania, kiedy większość gazu oddechowego została zużyta, i musi utrzymywać neutralną pływalność na przystankach bezpieczeństwa lub obowiązkowych dekompresjach. Podczas nurkowania pływalność jest kontrolowana poprzez regulację objętości powietrza w urządzeniu do kompensacji pływalności (BCD) oraz, jeśli jest noszony, w suchym skafandrze , w celu uzyskania ujemnej, neutralnej lub dodatniej pływalności w zależności od potrzeb. Wymagany ciężar jest określany na podstawie maksymalnej całkowitej dodatniej pływalności w pełni wyposażonego, ale nieobciążonego nurka, przewidywanej podczas nurkowania, z pustym kompensatorem pływalności i normalnie nadmuchanym suchym skafandrem. Zależy to od masy i składu ciała nurka, wyporności innego noszonego sprzętu do nurkowania (zwłaszcza skafandra ) , zasolenia wody , masy zużytego gazu oddechowego i temperatury wody. Zwykle mieści się w zakresie od 2 kilogramów (4,4 funta) do 15 kilogramów (33 funtów). Ciężary można rozłożyć, aby dostosować nurka do celu nurkowania.

Nurkowie zaopatrywani z powierzchni mogą być ciężsi, aby ułatwić pracę pod wodą i mogą nie być w stanie osiągnąć neutralnej pływalności i polegać na etapie nurkowania, dzwonku, pępowinie, linie ratunkowej, lince strzałowej lub sztagu, aby powrócić na powierzchnię.

Nurkowie wolni mogą również używać ciężarków, aby przeciwdziałać wyporności kombinezonu. Jednak są bardziej skłonni do ważenia dla neutralnej pływalności na określonej głębokości, a ich ważenie musi uwzględniać nie tylko kompresję skafandra wraz z głębokością, ale także kompresję powietrza w płucach i wynikającą z tego utratę pływalności . Ponieważ nie mają obowiązku dekompresji, nie muszą znajdować się na neutralnej pływalności blisko powierzchni pod koniec nurkowania.

Jeśli ciężarki mają metodę szybkiego uwalniania, mogą stanowić użyteczny mechanizm ratunkowy: można je upuścić w sytuacji awaryjnej, aby zapewnić natychmiastowy wzrost wyporności, który powinien przywrócić nurka na powierzchnię. Zrzucanie ciężarków zwiększa ryzyko barotraumy i choroby dekompresyjnej ze względu na możliwość niekontrolowanego wynurzania się na powierzchnię. Ryzyko to może być uzasadnione tylko wtedy, gdy sytuacja awaryjna zagraża życiu lub ryzyko choroby dekompresyjnej jest niewielkie, jak ma to miejsce w nurkowaniu swobodnym i nurkowaniu z akwalungiem, gdy nurkowanie jest znacznie poniżej limitu bezdekompresyjnego dla głębokości. Często nurkowie bardzo dbają o to, aby obciążniki nie zostały przypadkowo upuszczone, a nurkowie z dużym obciążeniem mogą układać swoje obciążniki w taki sposób, aby podzbiory całkowitego ciężaru można było zrzucić indywidualnie, co pozwala na nieco bardziej kontrolowane wynurzanie awaryjne.

Odważniki są zwykle wykonane z ołowiu ze względu na jego dużą gęstość , stosunkowo niski koszt, łatwość odlewania w odpowiednie kształty i odporność na korozję . Ołów może być odlewany w bloki, kształtki odlewane z otworami na paski lub formowany w śrut zwany „ śrutem ” i noszony w workach. Istnieją pewne obawy, że ołowiane ciężarki do nurkowania mogą stanowić toksyczne zagrożenie dla użytkowników i środowiska, ale niewiele wskazuje na znaczące ryzyko.

Funkcja i zastosowanie ciężarków

Systemy ważenia nurka mają dwie funkcje; regulacja balastu i trymu.

Balast

Podstawową funkcją obciążników do nurkowania jest balast, aby uniemożliwić nurkowi unoszenie się w czasie, gdy chce on pozostać na głębokości.

Darmowe nurkowania

W nurkowaniu swobodnym (wstrzymanie oddechu) system balastowy to prawie wyłącznie pas balastowy z szybko zwalnianą klamrą, ponieważ awaryjne zwolnienie obciążników zwykle pozwala nurkowi unosić się na powierzchni, nawet jeśli jest nieprzytomny, gdzie jest przynajmniej szansa na ratunek . Obciążniki są używane głównie do zneutralizowania wyporności skafandra ekspozycyjnego, ponieważ nurek jest w większości przypadków prawie neutralny i nie ma przy sobie innego sprzętu. Wymagane ciężary zależą prawie wyłącznie od wyporności skafandra. Większość nurków swobodnych obciąży się, aby utrzymać dodatnią pływalność na powierzchni i użyje tylko takiego ciężaru, aby zminimalizować wysiłek wymagany do płynięcia w dół przeciw wyporności na początku nurkowania, zachowując jednocześnie wystarczającą pływalność na maksymalnej głębokości, aby nie wymagać zbyt dużego wysiłku płynąć z powrotem do miejsca, gdzie wyporność znów staje się dodatnia. Konsekwencją tej praktyki jest to, że freediverzy będą używać tak cienkich skafandrów, jak to możliwe, aby zminimalizować zmiany pływalności wraz z głębokością spowodowane kompresją skafandra.

Nurkowanie

Kontrola pływalności jest uważana zarówno za podstawową umiejętność, jak i za jedną z najtrudniejszych do opanowania przez nowicjusza. Brak odpowiedniej kontroli pływalności zwiększa ryzyko zakłócenia lub uszkodzenia otoczenia oraz jest źródłem dodatkowego i niepotrzebnego wysiłku fizycznego w celu utrzymania dokładnej głębokości, co również zwiększa stres.

Płetwonurek na ogół ma operacyjną potrzebę kontrolowania głębokości bez uciekania się do linii na powierzchnię lub trzymania się struktury lub ukształtowania terenu lub spoczywania na dnie. Wymaga to zdolności do osiągnięcia neutralnej pływalności w dowolnym momencie podczas nurkowania, w przeciwnym razie wysiłek włożony w utrzymanie głębokości przez pływanie z różnicą pływalności zarówno obciąży nurka, jak i będzie wymagał niepotrzebnego wydatku energii, zwiększając zużycie powietrza i zwiększając ryzyko utraty kontroli i eskalacji do wypadku. Utrzymanie głębokości przez płetwy z konieczności kieruje część pchnięcia płetw w górę lub w dół, a gdy znajduje się blisko dna, pchnięcie w dół może zakłócić bentos i wzburzyć muł. Istotne jest również ryzyko uszkodzenia płetwy.

Kolejnym wymaganiem dotyczącym nurkowania z akwalungiem w większości przypadków jest zdolność do osiągnięcia znacznej dodatniej pływalności w dowolnym momencie nurkowania. Na powierzchni jest to standardowa procedura mająca na celu zwiększenie bezpieczeństwa i wygody, a pod wodą jest zazwyczaj odpowiedzią na sytuację awaryjną.

Przeciętne ludzkie ciało ze zrelaksowanym oddechem ma pływalność zbliżoną do neutralnej. Jeśli powietrze jest wydychane, większość ludzi zatonie w słodkiej wodzie, a z pełnymi płucami większość unosi się w wodzie morskiej. Ilość ciężaru wymagana do zapewnienia neutralnej pływalności nagiemu nurkowi jest zwykle trywialna, chociaż są ludzie, którzy potrzebują kilku kilogramów, aby stać się neutralnymi w wodzie morskiej ze względu na niską średnią gęstość i duże rozmiary. Dzieje się tak zwykle w przypadku osób z dużym udziałem tkanki tłuszczowej. Ponieważ nurek jest prawie neutralny, większość balastu jest potrzebna, aby zrekompensować wyporność sprzętu nurka.

Głównymi elementami wyposażenia przeciętnego płetwonurka, które mają dodatnią pływalność, są elementy skafandra ekspozycyjnego. Dwa najczęściej używane typy skafandrów to suchy i mokry . Oba te typy kombinezonów ochronnych wykorzystują przestrzenie gazowe do zapewnienia izolacji, a te przestrzenie gazowe są z natury wyporne. Pływalność skafandra znacznie się zmniejszy wraz ze wzrostem głębokości, ponieważ ciśnienie otoczenia powoduje zmniejszenie objętości pęcherzyków gazu w neoprenie. Pomiary zmiany objętości pianki neoprenowej stosowanej do pianek pod ciśnieniem hydrostatycznym pokazują, że około 30% objętości, a więc 30% wyporności powierzchniowej, traci się na około pierwszych 10 m, kolejne 30% na około 60 m, a objętość wydaje się stabilizować na poziomie około 65% utraty przez około 100 m. Całkowita utrata pływalności pianki jest proporcjonalna do początkowej nieskompresowanej objętości. Przeciętna osoba ma powierzchnię około 2 m 2 , więc nieskompresowana objętość pełnego jednoczęściowego skafandra o grubości 6 mm będzie rzędu 1,75 x 0,006 = 0,0105 m 3 , czyli około 10 litrów. Masa będzie zależała od konkretnego składu pianki, ale prawdopodobnie będzie rzędu 4 kg, przy wyporności netto około 6 kg na powierzchni. W zależności od ogólnej wyporności nurka, będzie to na ogół wymagało 6 kg dodatkowego ciężaru, aby doprowadzić nurka do neutralnej pływalności, aby umożliwić stosunkowo łatwe zejście. Objętość utracona na 10 m wynosi około 3 litrów lub 3 kg wyporności, wzrastając do około kg utraty pływalności na około 60 m. To może się prawie podwoić w przypadku dużej osoby noszącej dwuczęściowy garnitur do zimnej wody. Ta utrata pływalności musi być zrównoważona przez napełnienie kompensatora pływalności, aby utrzymać neutralną pływalność na głębokości. Suchy skafander również ulega kompresji wraz z głębokością, ale przestrzeń powietrzna wewnątrz jest ciągła i można ją uzupełniać z butli lub wentylować, aby utrzymać umiarkowanie stałą objętość. Duża część balastu używanego przez nurka ma na celu zrównoważenie wyporności tej przestrzeni gazowej, ale jeśli suchy skafander ma katastrofalną powódź, znaczna część tej wyporności może zostać utracona i konieczny jest jakiś sposób na kompensację.

Innym istotnym problemem w ważeniu nurka z obiegiem otwartym jest to, że gaz oddechowy jest zużywany podczas nurkowania, a ten gaz ma swoją wagę, więc całkowita waga butli maleje, podczas gdy jej objętość pozostaje prawie niezmieniona. Ponieważ nurek musi być neutralny pod koniec nurkowania, szczególnie na płytkich głębokościach w przypadku obowiązkowych lub bezpieczeństwa przystanków dekompresyjnych , musi mieć przy sobie odpowiedni balast, aby umożliwić zmniejszenie ciężaru zapasu gazu. (gęstość powietrza przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym wynosi około 1,2 kg/m3 lub około 0,075 funta/stopę3 ) Masę potrzebną do zrekompensowania zużycia gazu można łatwo obliczyć, znając objętość i gęstość wolnego gazu .

Większość pozostałego sprzętu nurka ma ujemną lub prawie neutralną pływalność, a co ważniejsze, nie zmienia pływalności podczas nurkowania, więc ogólny wpływ na pływalność jest statyczny.

Chociaż możliwe jest obliczenie wymaganego balastu dla danego nurka i całego jego wyposażenia, w praktyce nie jest to wykonywane, ponieważ wszystkie wartości musiałyby zostać dokładnie zmierzone. Praktyczna procedura jest znana jako kontrola pływalności i polega na założeniu całego sprzętu, przy prawie pustych butlach i pustym kompensatorze pływalności na płytkiej wodzie oraz dodawaniu lub zmniejszaniu ciężaru, aż nurek uzyska neutralną pływalność. Następnie ciężar należy rozłożyć na nurku, aby zapewnić prawidłowe trymowanie, a wystarczającą część ciężaru należy przenosić w taki sposób, aby można go było szybko usunąć w sytuacji awaryjnej, aby zapewnić dodatnią pływalność w dowolnym momencie nurkowania. Nie zawsze jest to możliwe iw takich przypadkach należy zastosować alternatywną metodę zapewnienia dodatniej pływalności.

Nurek obciążony postępując zgodnie z tą procedurą będzie miał ujemną pływalność przez większość nurkowania, chyba że zostanie użyty kompensator pływalności, w stopniu zależnym od ilości przewożonego gazu oddechowego. Nurkowanie rekreacyjne z pojedynczą butlą może zużywać od 2 do 3 kg gazu podczas nurkowania, co jest łatwe do opanowania i pod warunkiem, że nie ma obowiązku dekompresji, pływalność końcowa nurkowania nie jest krytyczna. Długie lub głębokie nurkowanie techniczne może zużywać 6 kg gazu wstecznego i kolejne 2 do 3 kg gazu dekompresyjnego. Jeśli podczas nurkowania wystąpi problem i konieczne będzie użycie rezerw, może to wzrosnąć nawet o 50%, a nurek musi być w stanie pozostać na najpłytszym przystanku dekompresyjnym. Dodatkowa waga, a co za tym idzie ujemna pływalność na początku nurkowania, może z łatwością wynieść nawet 13 kg dla nurka niosącego cztery butle. Kompensator pływalności jest częściowo napełniany, gdy jest to konieczne, aby utrzymać tę ujemną pływalność, a ponieważ gaz oddechowy jest zużywany podczas nurkowania, objętość kompensatora pływalności zostanie zmniejszona poprzez odpowietrzenie w razie potrzeby.

Przykłady:

  • Typowa butla 80 stóp 3 (11 litrów, 207 barów) zawiera około 6 funtów (2,7 kg) powietrza, gdy jest pełna, więc nurek powinien rozpocząć nurkowanie z około 6 funtami (2,7 kg) ujemnej i zużyć około 1/10 stopy 3 ( 2,7 l) powietrza w kamizelce kompensacyjnej na początku nurkowania.
  • Podwójny zestaw o pojemności 12,2 litra i ciśnieniu 230 barów zawiera około 6,7 kilograma (15 funtów) nitroksu, gdy jest pełny, więc nurek powinien rozpocząć nurkowanie z około 6,7 kilograma (15 funtów) ujemnym i zużyć około 6,7 litra (0,24 stopy sześciennej) gazu w BCD na początku nurkowania.
  • Podwójny 12,2-litrowy 230-barowy z 11-litrową 207-barową mieszanką dekompresyjną i 5,5-litrową 207-barową płytką dekompresyjną pomieści 10,7 kg (24 funty) gazu i chociaż jest mało prawdopodobne, aby całość została zużyta podczas nurkowania, to jest to możliwe, a nurek powinien być w stanie pozostać na odpowiedniej głębokości do dekompresji, dopóki cały gaz nie zostanie zużyty.

Nurkowanie z zasilaniem powierzchniowym

W nurkowaniu z zasilaniem powierzchniowym , a szczególnie w nurkowaniu nasyconym , utrata ciężaru, po której następuje dodatnia pływalność, może narazić nurka na potencjalnie śmiertelne obrażenia dekompresyjne . W związku z tym systemy balastowe do nurkowania z zasilaniem powierzchniowym, w których nurek jest transportowany na miejsce pracy przez dzwon nurkowy lub scenę , zwykle nie są wyposażone w system szybkiego zwalniania.

Większość pracy wykonywanej przez nurków z zaopatrzeniem powierzchniowym odbywa się na dnie, a buty z obciążeniem mogą być używane, aby umożliwić nurkowi chodzenie w pozycji pionowej po dnie. Podczas pracy w tym trybie przydatne może być kilka kilogramów powyżej wymogu zneutralizowania pływalności, aby nurek był w miarę stabilny na dnie i mógł wywierać użyteczną siłę podczas pracy.

Lekkie hełmy na żądanie , powszechnie używane przez nurków z zaopatrzeniem powierzchniowym, są integralnie balastowane, aby zapewnić neutralną pływalność w wodzie, dzięki czemu nie spływają z głowy nurka ani nie ciągną w górę szyi, ale hełmy o swobodnym przepływie o większej objętości byłyby zbyt ciężkie i uciążliwe, gdyby miały wbudowany cały wymagany ciężar. Dlatego są albo balastowane po ubraniu nurka poprzez przymocowanie ciężarków do dolnych części zespołu hełmu, tak aby ciężar był przenoszony na ramionach, gdy są poza wodą, lub hełm może być przytrzymywany za pomocą paska mocującego , a obciążniki uprzęży zapewniają balast.

Tradycyjny miedziany hełm i gorset były generalnie obciążane poprzez zawieszenie dużego ciężaru w punktach podparcia z przodu iz tyłu gorsetu, a nurek często nosił również obciążone buty, aby pomóc w utrzymaniu pozycji pionowej. Standardowy system nurkowy US Navy Mk V wykorzystywał ciężki pas zapięty wokół talii, zawieszony na paskach naramiennych, które krzyżowały się na napierśniku hełmu, bezpośrednio przenosząc obciążenie na pływający hełm po zanurzeniu, ale ze stosunkowo niskim środkiem ciężkości . W połączeniu ze sznurowaniem nogawek skafandra i ciężkimi butami zmniejszyło to ryzyko wypadków inwersyjnych.

Przycinać

Nurek trymowany z ciężarem daleko w kierunku stóp: Statyczne momenty wyporu i ciężaru powodują, że stopy obracają się w dół, a pchnięcie płetw jest wtedy również skierowane w dół
Nurek z ciężarem i środkiem wyporu dostosowanymi do równego trymu: statyczne momenty wyporu i ciężaru utrzymują nurka w pozycji poziomej, a nacisk płetwy można dostosować do kierunku ruchu, aby uzyskać najlepszą wydajność

Trym to postawa nurka w wodzie pod względem równowagi i wyrównania z kierunkiem ruchu. Optymalne przycinanie zależy od wykonywanego zadania. Dla nurków rekreacyjnych jest to zazwyczaj pływanie w poziomie lub obserwacja środowiska bez kontaktu z organizmami bentosowymi. Wynurzanie i opadanie przy neutralnej pływalności można dobrze kontrolować w trymerze poziomym lub z głową w górę, a zejście może być najbardziej efektywne energetycznie głową w dół, jeśli nurek może skutecznie wyrównać uszy w tej pozycji. Zejścia do nurkowania swobodnego są zwykle skierowane głową w dół, ponieważ nurek zwykle pływa na początku nurkowania i musi płetwą skierować się w dół. Zawodowi nurkowie zwykle mają pracę do wykonania na dnie, często w stałym miejscu, co jest zwykle łatwiejsze w trymowaniu wyprostowanym, a niektóre urządzenia do nurkowania są wygodniejsze i bezpieczniejsze w użyciu, gdy są względnie wyprostowane.

Precyzyjnie kontrolowany trym zmniejsza wysiłek podczas pływania w poziomie, ponieważ zmniejsza pole przekroju nurka przechodzącego przez wodę. Zaleca się lekkie trymowanie głową w dół, aby zredukować skierowane w dół płetwy podczas płetw, co zmniejsza zamulanie i uderzanie płetw o dno.

Ważenie trymu ma znaczenie głównie dla nurków pływających swobodnie, aw tej kategorii jest szeroko stosowane przez płetwonurków, aby umożliwić nurkowi pozostanie w wodzie w pozycji poziomej bez wysiłku. Ta umiejętność ma ogromne znaczenie zarówno dla wygody, jak i bezpieczeństwa, a także zmniejsza wpływ nurków na środowisko na wrażliwe społeczności bentosowe.

Nurek pływający swobodnie może czasami potrzebować trymowania w pozycji wyprostowanej lub odwróconej, ale generalnie trym poziomy ma zalety zarówno pod względem zmniejszenia oporu podczas pływania poziomego, jak i obserwacji dna. Poziome trymowanie pozwala nurkowi skierować siłę napędową z płetw bezpośrednio do tyłu, co minimalizuje wzburzenie osadów na dnie i zmniejsza ryzyko uderzenia płetwami w delikatne organizmy bentosowe. środek ciężkości nurka znajdował się bezpośrednio pod środkiem wyporu ( środek ciężkości ). Małe błędy można dość łatwo skompensować, ale duże przesunięcia mogą sprawić, że nurek będzie musiał stale podejmować znaczny wysiłek w celu utrzymania pożądanej postawy, jeśli jest to w rzeczywistości możliwe.

Położenie środka wyporności jest w dużej mierze poza kontrolą nurka, chociaż możliwa jest pewna kontrola objętości skafandra, butle mogą być przesunięte w uprzęży o niewielką wartość, a rozkład objętości kompensatora pływalności uległ zmianie duży wpływ po napompowaniu. Większość kontroli trymu dostępnej dla nurka polega na ustawieniu ciężarków balastowych. Z tego powodu główne obciążniki balastowe powinny być umieszczone tak daleko, jak to możliwe, aby zapewnić w przybliżeniu neutralne trymowanie, co zwykle jest możliwe dzięki noszeniu obciążników wokół pasa lub tuż nad biodrami na pasie balastowym lub w kieszeniach balastowych znajdujących się w kamizelce wypornościowej lub uprząż do tego celu. Precyzyjne dostrojenie trymu można wykonać, umieszczając mniejsze ciężarki wzdłuż nurka, aby ustawić środek ciężkości w żądanej pozycji. Można to zrobić na kilka sposobów.

Obciążniki na kostki zapewniają duże ramię dźwigni przy niewielkiej wadze i są bardzo skuteczne w korygowaniu problemów z trymowaniem głową w dół, ale dodanie masy do stóp znacznie zwiększa pracę napędu. Może to nie być zauważone podczas nurkowania zrelaksowanego, gdzie nie ma potrzeby płynąć daleko ani szybko, ale jeśli jest awaria i nurek musi płynąć ostro, obciążenie kostek będzie znacznym utrudnieniem, szczególnie jeśli nurek jest marginalnie sprawny dla warunków.

Obciążniki dna zbiornika zapewniają znacznie krótsze ramię dźwigni, więc muszą stanowić znacznie większą część całkowitego balastu, ale nie zakłócają wydajności napędu, tak jak robią to obciążniki na kostki. Pod pasem balastowym nie ma innych dogodnych miejsc do mocowania obciążników trymujących, więc najskuteczniejszym rozwiązaniem jest noszenie obciążników głównych tak nisko, jak to konieczne, przy użyciu odpowiedniej uprzęży lub zintegrowanego kompensatora wyporności kieszeni balastowej, który faktycznie pozwala na unoszenie obciążników. być umieszczone prawidłowo, więc nie ma potrzeby korygowania trymu podłużnego.

Mniej powszechny problem występuje, gdy rebreathery mają przeciwpłuco w kierunku górnej części tułowia. W takim przypadku może zaistnieć potrzeba przymocowania ciężarków w pobliżu przeciw płuca. Zwykle nie stanowi to problemu, a kieszenie balastowe do tego celu są często wbudowane w uprząż lub obudowę rebreathera, aw razie potrzeby do szelek uprzęży można przymocować obciążniki.

Rodzaje wagi

Całość lub część systemu balastowego może być przenoszona w taki sposób, aby nurek mógł go szybko i łatwo zrzucić w celu zwiększenia pływalności, reszta jest zwykle mocowana pewniej.

Ciężarki do zrzucenia

ze wstrzymanym oddechem i płetwonurkowie na ogół noszą część lub całość swoich ciężarów w sposób, który można szybko i łatwo zdjąć pod wodą. Usunięcie tych obciążników powinno zapewnić nurkowi możliwość wynurzenia się i utrzymania dodatniej pływalności na powierzchni. Technika zrzucania ciężarów w nagłych wypadkach jest podstawową umiejętnością nurkowania, którą szkoli się na poziomie podstawowym. Badania przeprowadzone w 1976 roku analizujące wypadki nurkowe wykazały, że w większości wypadków nurkowych nurkowie nie odpinali pasów balastowych. Późniejsze oceny w 2003 i 2004 roku wykazały, że niepowodzenie w porzuceniu ciężaru pozostaje problemem.

Pas balastowy

Pasy balastowe są obecnie najpopularniejszym systemem balastowym używanym w nurkowaniu rekreacyjnym . Pasy balastowe są często wykonane z wytrzymałej nylonowej taśmy, ale można użyć innych materiałów, takich jak guma . Pasy balastowe do nurkowania z akwalungiem i na wstrzymanym oddechu są zazwyczaj wyposażone w szybko zwalnianą klamrę, która umożliwia szybkie zrzucenie ciężaru w sytuacji awaryjnej.

Pasek wykonany z gumy z tradycyjną sprzączką nazywa się paskiem marsylianskim . Pasy te są popularne wśród freediverów , ponieważ guma kurczy się podczas opadania, gdy skafander i płuca są ściskane, utrzymując pas napięty podczas nurkowania.

Najpopularniejszy projekt obciążnika używany z paskiem składa się z prostokątnych bloków ołowianych z zaokrąglonymi krawędziami i narożnikami oraz dwoma otworami w nich nakręconymi na pasek. Bloki te mogą być pokryte tworzywem sztucznym , co dodatkowo zwiększa odporność na korozję. Powlekane obciążniki są często sprzedawane jako mniej ścierne dla pianek . Ciężarki mogą być ograniczone przed przesuwaniem się po taśmie za pomocą metalowych lub plastikowych suwaków taśmowych . Ten styl wagi wynosi na ogół około 1 do 4 funtów (0,45 do 1,81 kg). Większe „obciążniki bioder” są zwykle zakrzywione dla lepszego dopasowania i zwykle ważą od 6 do 8 funtów (2,7 do 3,6 kg).

Inny popularny styl ma pojedynczą szczelinę, przez którą można przewlec pasek. Czasami są one blokowane na miejscu przez ściśnięcie ciężarka w celu uchwycenia taśmy, ale to utrudnia ich usunięcie, gdy potrzebny jest mniejszy ciężar.

Istnieją również projekty obciążników, które można dodać do paska przez przypięcie w razie potrzeby. Niektóre pasy balastowe zawierają woreczki do przechowywania ciężarków ołowianych lub okrągłego śrutu ołowianego : ten system pozwala nurkowi na łatwiejsze dodawanie lub usuwanie ciężarków niż w przypadku ciężarków nawleczonych na pas. Użycie śrutu może być również wygodniejsze, gdyż śrut dopasowuje się do ciała nurka. Pasy balastowe wykorzystujące śrut nazywane są pasami śrutowymi . Każdy śrut powinien być powlekany [ wymagane wyjaśnienie ] , aby zapobiec korozji przez wodę morską, ponieważ użycie niepowlekanego śrutu do nurkowania w morzu spowodowałoby ostatecznie korozję ołowiu do sproszkowanego chlorku ołowiu

Zintegrowane obciążniki BCD

Są one przechowywane w kieszeniach wbudowanych w urządzenie kontrolujące pływalność . Często na rzep lub plastikowy klips utrzymuje ciężarki na miejscu. Odważniki mogą być również umieszczone w kieszeniach zapinanych na suwak lub rzep, które wsuwa się do specjalnych kieszeni w BCD. Woreczki balastowe często mają uchwyty, które należy pociągnąć, aby upuścić obciążniki w sytuacji awaryjnej lub zdjąć obciążniki podczas wychodzenia z wody. Niektóre projekty mają również mniejsze „woreczki trymujące” umieszczone wyżej w kamizelce, co może pomóc nurkowi w utrzymaniu neutralnej postawy w wodzie. Torebek Trim zazwyczaj nie można szybko porzucić i są one zaprojektowane tak, aby pomieścić tylko 1-2 funty (0,5–1 kg) każda. Wiele zintegrowanych systemów nie może unieść tak dużego ciężaru, jak oddzielny pas balastowy: typowa pojemność wynosi 6 kg na kieszeń, przy dwóch dostępnych kieszeniach. Może to nie wystarczyć, aby przeciwdziałać wyporności suchego skafandra z grubą bielizną używaną w zimnej wodzie.

Niektóre systemy uprzęży BCD zawierają pasek krokowy, który zapobiega przesuwaniu się BCD po napompowaniu lub w dół po odwróceniu ze względu na ciężar.

Uprząż balastowa

Uprząż balastowa zwykle składa się z paska wokół talii, w którym znajdują się woreczki na ciężarki, z pasami naramiennymi zapewniającymi dodatkowe wsparcie i bezpieczeństwo. Często klapa na rzep utrzymuje ciężarki na miejscu. Posiadają uchwyty, za które należy pociągnąć, aby zrzucić ciężarki w sytuacji awaryjnej lub zdjąć ciężarki podczas wychodzenia z wody. Uprząż balastowa umożliwia wygodne noszenie ciężarków niżej na ciele niż pas balastowy, który musi być wystarczająco wysoki, aby mógł być podtrzymywany przez biodra. Jest to zaleta dla nurków, którzy nie mają widocznej talii lub których talia jest zbyt wysoka, aby prawidłowo przyciąć, jeśli noszony jest pas balastowy. Te zalety mogą być również dostępne w niektórych modelach zintegrowanych obciążników BC. Uprząż balastowa może również zawierać pasek lub paski krokowe, aby zapobiec przesunięciu ciężaru, jeśli nurek znajduje się w stromej pozycji głową w dół.

Ciężarki na zatrzaski

Przypinany obciążnik trymowania na taśmie uprzęży (widok z przodu z D-ringiem)
Ołowiany obciążnik do nurkowania firmy Draeger z brązowym klipsem sprężynowym, ok. 1980

Są to obciążniki, które przyczepia się bezpośrednio do uprzęży, ale można je zdjąć po odłączeniu mechanizmu zaciskowego. Można ich również użyć do tymczasowego zwiększenia ciężaru konwencjonalnego pasa balastowego. Dostępne są różne rozmiary, od około 0,5 do 5 kg lub więcej. Większe modele są pomyślane jako podstawowe obciążniki do spuszczania i są używane w taki sam sposób, jak obciążniki integralne BCD lub obciążniki uprzęży balastowej, ale są przypinane do płyty tylnej lub taśmy uprzęży bocznej, a mniejsze wersje są również przydatne przy trymowaniu obciążników.

Pokrowiec na wagę plecaka

Niektóre rebreathery (np. Siebe Gorman CDBA ) mają woreczek pełen ołowianych kulek, każda o średnicy nieco ponad cala. Nurek może je uwolnić, pociągając za linkę.

Ciężary stałe

Nurkowie z zaopatrzeniem powierzchniowym często noszą swoje ciężarki bezpiecznie przymocowane, aby zmniejszyć ryzyko przypadkowego upuszczenia ich podczas nurkowania i utraty kontroli nad pływalnością. Można je nosić na pasie balastowym z bezpieczną klamrą, wspartym na uprzęży balastowej, połączonym bezpośrednio z uprzężą bezpieczeństwa do nurkowania lub zawieszoną na gorsecie hełmu . Mocno obciążone buty mogą być również używane do stabilizacji nurka w pozycji pionowej.

Oprócz ciężaru, który można łatwo zrzucić („porzucić”), niektórzy płetwonurkowie dodają do swojego sprzętu dodatkowe stałe ciężarki, albo w celu zmniejszenia ciężaru umieszczonego na pasie, co może powodować ból w dole pleców, albo w celu przesunięcia środka nurka masy, aby osiągnąć optymalną pozycję w wodzie.

  • Obciążniki butli są przymocowane do butli nurkowej, aby przesunąć środek ciężkości do tyłu iw kierunku głowy lub stóp, w zależności od umieszczenia.
  • Obciążniki na kostki , które zwykle wynoszą około 1 funta/0,5 kg śrutu, są używane do przeciwdziałania dodatniej wyporności legginsów skafandra do nurkowania , pogarszanej w suchych skafandrach przez migrację wewnętrznych pęcherzyków powietrza do stóp i płetwy o dodatniej pływalności . Niektórzy nurkowie preferują płetwy o ujemnej pływalności. Dodatkowy wysiłek potrzebny podczas płetw z obciążnikami na kostki lub ciężkimi płetwami zwiększa zużycie gazu przez nurka.
  • Metalowe płyty tylne wykonane ze stali nierdzewnej, które mogą być używane z kompensatorami pływalności w stylu skrzydeł , przesuwają środek ciężkości w górę i do tyłu. Niektóre płyty tylne są wyposażone w dodatkowy obciążnik, często montowany w kanale centralnym, zwany także obciążnikiem kilowym.
  • Butle do nurkowania ze stali są preferowane przez niektórych nurków - zwłaszcza nurków w zimnych wodach, którzy muszą nosić kombinezon zwiększający ich ogólną pływalność - ze względu na ich ujemną pływalność. Większość zbiorników stalowych ma ujemną pływalność, nawet gdy są puste, zbiorniki aluminiowe mogą mieć dodatnią pływalność, gdy używany jest zawarty w nich gaz. Stalowe zbiorniki wysokociśnieniowe (300 barów) są znacznie ujemne.

Zagrożenia

Istnieje kilka zagrożeń operacyjnych związanych z obciążnikami do nurkowania:

  • Przeciążenie prowadzące do niemożności wynurzenia się lub pozostania na powierzchni lub trudności w kontrolowaniu wynurzania i pływalności. Jeśli jest ciężki, może być konieczne zrzucenie ciężarków, aby dostać się na powierzchnię.
  • Niedoważenie prowadzące do niemożności zejścia lub pozostania na wymaganej głębokości. Chociaż niemożność zejścia na początku nurkowania może być uważana za niedogodność, niemożność utrzymania głębokości na wymaganym przystanku dekompresyjnym na końcu nurkowania może narazić nurka na poważne ryzyko wystąpienia choroby dekompresyjnej.
  • Niezdolność lub niepowodzenie w rzuceniu ciężaru w celu ustalenia pływalności w sytuacji awaryjnej. W sytuacji awaryjnej braku powietrza może nie być dostępnego gazu do napełnienia kompensatora pływalności, jeśli pozwolono na jego niewystarczające napełnienie. Jedyną opcją, która pozostała, aby dotrzeć na powierzchnię, może być zrzucenie ciężarków. Podobna potrzeba może pojawić się na powierzchni w przypadku znacznej utraty pływalności. Czasami nurek znajdujący się z boku łodzi zdejmuje zestaw do nurkowania z kompensatorem pływalności przed podniesieniem swojego pasa balastowego, a następnie nie jest w stanie utrzymać się na powierzchni, ponieważ jest zbyt obciążony. Jeśli nie uda im się chwycić łodzi lub porzucić pasa, ryzyko utonięcia jest wysokie.
  • Utrata wagi na głębokości w niewłaściwym czasie. Rzucanie ciężarków na głębokości w celu ustalenia dodatniej pływalności generalnie uniemożliwi właściwie kontrolowane wynurzanie. Ryzyko utonięcia z powodu braku gazu oddechowego jest zamienione na ryzyko choroby dekompresyjnej. Przypadkowa utrata ciężarków, gdy nie ma sytuacji awaryjnej, spowoduje sytuację awaryjną, jeśli istnieje obowiązek dekompresji.
  • Strata, uszkodzenie lub obrażenia spowodowane niewłaściwą obsługą. Podczas przekazywania obciążników osobie na łodzi istnieje ryzyko, że obciążniki mogą spaść i uderzyć nurka lub czyjąś stopę, automat dozujący, maskę lub kamerę, wypaść za burtę i zgubić się lub ewentualnie uderzyć nurek pod łodzią.
  • Dyskomfort lub uraz spowodowany stresem związany z rozkładem ciężaru i wsparciem. Pas balastowy zwisający z krzyża nurka poziomego w celu przeciwdziałania wyporności skafandra rozłożonej na całej długości nurka może powodować ból w dole pleców. Podczas chodzenia po lądzie przed i po nurkowaniu, pas balastowy może wywierać bolesny nacisk na stawy biodrowe.
  • Dodatkowe obciążenie pracą z powodu nieoptymalnej dystrybucji. Praca polegająca na płetwach będzie generalnie zwiększona przy użyciu obciążników na kostki, które muszą być przyspieszane przy każdym kopnięciu. W połączeniu z innymi efektami zwiększającymi obciążenie nurka, może to łącznie przekroczyć zdolność nurka do pracy i skutkować dodatnim sprzężeniem zwrotnym w postaci gromadzenia się dwutlenku węgla.

Problemy z pływalnością i wagą są związane ze stosunkowo wysokim odsetkiem ofiar śmiertelnych podczas nurkowania. Odzyskano stosunkowo dużą liczbę ciał ze wszystkimi obciążnikami na miejscu.

Materiały

Najpopularniejszym materiałem na osobiste ciężarki nurkowe jest odlewany ołów . Głównym powodem stosowania ołowiu jest jego wysoka gęstość, a także stosunkowo niska temperatura topnienia, niski koszt i łatwa dostępność w porównaniu z innymi materiałami o dużej gęstości. Jest również odporny na korozję w wodzie słodkiej i słonej. Większość obciążników do nurkowania jest odlewana przez odlewnie i sprzedawana nurkom przez sklepy nurkowe w różnych rozmiarach, ale niektóre są wytwarzane przez nurków na własny użytek. Złom ołowiu ze źródeł takich jak obciążniki wędkarskie i ciężarki do wyważania kół mogą być łatwo odlewane przez hobbystów w stosunkowo tanich formach wielokrotnego użytku, chociaż może to narazić ich na opary ołowiu.

Toksyczność metali ciężkich

Chociaż ołów jest najtańszym dostępnym materiałem o dużej gęstości (SG=11,34), jest substancją toksyczną powodującą biologiczne szkody u dzikich zwierząt i ludzi. Centrum Kontroli Chorób stwierdziło, że nie określono bezpiecznego poziomu narażenia na ołów u dzieci, a po wchłonięciu ołowiu przez organizm nie można skorygować jego skutków. Nawet bardzo niewielka ekspozycja powoduje trwałe obniżenie inteligencji, zdolności skupienia uwagi i zdolności akademickich. Ołów może być wdychany lub połykany w postaci proszku metalicznego lub sproszkowanych produktów korozji, jednak większość soli ołowiu ma bardzo niską rozpuszczalność w wodzie, a czysty ołów koroduje bardzo powoli w wodzie morskiej. Absorpcja przez skórę jest mało prawdopodobna w przypadku metalicznego ołowiu i nieorganicznych produktów korozji.

Chociaż recykling ołowiu z innych źródeł do domowych ciężarków nurkowych jest niedrogi, czysty ołów topi się w temperaturze 327,46 ° C (621,43 ° F) i uwalnia opary w temperaturze 482 ° C (900 ° F). Opary tworzą tlenki w powietrzu i osadzają się w postaci pyłu na pobliskich powierzchniach. Nawet przy dobrej wentylacji w obszarze topienia ołowiu będzie obecny pył tlenku ołowiu.

Masywne obciążniki blokowe mogą korodować i ulec uszkodzeniu po upuszczeniu lub uderzeniu w inne obciążniki. W workach elastycznych małe kawałki śrutu ołowianego ocierają się o siebie podczas przenoszenia i użytkowania, uwalniając pył ołowiowy i produkty korozji do wody. Ilość ołowiu utraconego do wody jest w przybliżeniu proporcjonalna do całkowitej powierzchni odważników i ilości ruchu między powierzchniami styku i jest większa dla mniejszych rozmiarów śrutu.

Rozpuszczalność soli ołowiu w wodzie morskiej jest niska, chociaż naturalna materia organiczna odgrywa znaczącą rolę w kompleksowaniu rozpuszczonego ołowiu, a stężenia ołowiu w oceanach zwykle wahają się od 1 do 36 ng/l, a od 50 do 300 ng/l w wodach przybrzeżnych dotkniętych działalnością antropogeniczną.

Nurkowanie jest również czasami praktykowane w basenach do treningu i ćwiczeń. Baseny mogą być zanieczyszczone ciężarkami ołowiu. Wielu nurków korzystających z tego samego basenu z obciążnikami ołowianymi z czasem zwiększy zanieczyszczenie ołowiem wody w basenie, dopóki woda nie zostanie wymieniona.

Materiały alternatywne

Inne metale ciężkie zostały uznane za alternatywę dla ołowiu. Jednym z przykładów jest bizmut , który ma podobną gęstość (SG=9,78) i niską temperaturę topnienia. Jest mniej toksyczny, a jego sole są wysoce nierozpuszczalne, co ogranicza wchłanianie przez organizm. Wolfram (SG = 19,25) jest kolejnym możliwym zamiennikiem ołowiu, ale w porównaniu z nim jest bardzo drogi, zarówno jako materiał, jak i do produkcji w odpowiednich kształtach.

Zamiast ołowiu można stosować nietoksyczne materiały, takie jak żelazo (SG=7,87), które nie powodują zatrucia ani zanieczyszczenia. Jednak gęstość większości takich materiałów jest znacznie mniejsza, więc ciężar do nurkowania musi mieć większą objętość, a tym samym większą masę, aby zrównać się z ujemną wypornością masy ołowiu, którą zastępuje. Ciężar ołowiu 1 kg zostałby zastąpiony ciężarkiem żelaza 1 × (7,87/11,34) × ((11,34-1)/(7,87-1)) = 1,044 kg, co stanowi 4,4% dodatkowe obciążenie dla nurka poza woda.

Żelazo jest również znacznie łatwiej korodowane w wodzie morskiej niż ołów i wymagałoby jakiejś formy ochrony, aby zapobiec rdzewieniu. Stopy stali nierdzewnej są bardziej odporne na korozję, ale w przypadku tańszych gatunków należy je spłukać słodką wodą po użyciu, aby zapobiec korozji podczas przechowywania. Koszt kształtowania materiałów alternatywnych może być znacznie większy, zwłaszcza w przypadku małych ilości. Na przykład obciążniki do nurkowania ze stali nierdzewnej i wolframu są obecnie dostępne tylko poprzez frezowanie litego metalu w postaci bloku lub cylindra do wymaganego kształtu. Możliwe jest bezpośrednie odlewanie niektórych z tych materiałów w odlewni , ale wymagałoby to produkcji na dużą skalę, aby procesy odlewania były opłacalne.

Kapsułkowanie ciężarków ołowianych

Ciężarki ołowiane mogą być pokryte ochronną warstwą zewnętrzną, taką jak plastik lub farba, i jest to powszechnie stosowane do redukcji emisji ołowiu . Zapobiega to korozji lub zmieleniu ołowiu na pył w wyniku pocierania i pomaga amortyzować uderzenia. Jednak ochrona jest zmniejszona, jeśli powłoka jest pęknięta lub uszkodzona w inny sposób. Miękkie tworzywa sztuczne mogą z czasem stać się kruche z powodu degradacji pod wpływem promieniowania UV i utraty plastyfikatorów , co prowadzi do pękania i rozbijania. [ Potrzebne źródło ] Materiały do ​​hermetyzacji mają zwykle prawie neutralną wyporność w wodzie i zmniejszają średnią gęstość odważników, przez co odważniki są nieco mniej skuteczne i zwiększają całkowitą masę sprzętu do nurkowania w powietrzu.

Balast na innym sprzęcie nurkowym i pomocniczym

  • Obciążniki zgrupowane do dzwonów i scen: – Obciążnik zgrupowany to duży obciążnik balastowy zawieszony na linie, która biegnie w dół z jednej strony suwnicy do startu i odzyskiwania, przez parę krążków po bokach obciążnika i w górę po drugiej stronie z powrotem do suwnicy, gdzie jest zamocowana. Ciężarek wisi swobodnie między dwiema częściami liny, a ze względu na swój ciężar wisi poziomo i utrzymuje naprężenie liny z równoległymi częściami pionowymi. Dzwon wisi między pionowymi częściami kabla i ma prowadnicę z każdej strony, która przesuwa się wzdłuż kabla podczas opuszczania lub podnoszenia. Rozmieszczenie dzwonka odbywa się za pomocą głównej liny podnoszącej przymocowanej do góry. Gdy dzwonek jest opuszczany, prowadnice zapobiegają jego obracaniu się na kablu rozkładającym, co mogłoby spowodować skręcenie pępowiny i ryzyko zaczepienia lub zaczepienia. Kable obciążnikowe działają zatem jako prowadnice lub szyny, wzdłuż których dzwon jest opuszczany do miejsca pracy i podnoszony z powrotem na platformę.
  • Zwalniany balast na zamkniętych dzwonach , skafandrach do nurkowania atmosferycznego , zdalnie sterowanych pojazdach podwodnych i łodziach podwodnych : – Stałe obciążniki, które mogą zostać zwolnione przez operatora lub automatycznie zwolnione w przypadku awarii zasilania, aby uzyskać dodatnią pływalność w sytuacji awaryjnej, umożliwiając jednostce pływanie z powrotem na powierzchnię.
  • Obciążniki trymujące skafandrów do nurkowania atmosferycznego , zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych i łodzi podwodnych , używane do kompensacji wahań ładunku.
  • Obciążniki balastowe i trymujące sprzętu fotograficznego i pojazdów z napędem dla nurków . Zespoły kamery i oświetlenia są często balastowane lub wyposażone w sztywną pływalność, aby zapewnić neutralną pływalność i dość stabilne trymowanie, ponieważ ułatwia to trzymanie aparatu w miejscu podczas ustawiania ujęcia. Podobne uwagi dotyczą kamer wideo, które często muszą być utrzymywane stabilnie i ostrość przez stosunkowo długi czas. Pojazdy z napędem nurkowym są balastowane do neutralnej pływalności i poziomego trymu, aby ułatwić kierowanie nimi przez długi czas i przy różnych prędkościach, co jest zwykle wykonywane przy użyciu tylko jednej ręki, tak aby druga była dostępna do innej pracy.

Zobacz też

Notatki

^ Wyprowadzenie wzoru na równoważną masę pozorną w wodzie.

Gęstość = masa/objętość, ρ = m/V, więc m = ρ × V
Wypór w wodzie: B = (ρ - ρ woda ) × V × g, gdzie g = przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni ziemi
Dla dwóch ciał o różnej gęstości, ale ta sama siła wyporu w wodzie: B 1 = B 2 więc (ρ 1 - ρ woda ) × V 1 × g = (ρ 2 - ρ woda ) × V 2 × g (g można upuścić z obu stron)
stąd: V 1 = V 2 × (ρ 2 - ρ woda ) ÷ (ρ 1 - ρ woda )
Również dla tych samych dwóch obiektów w powietrzu (pomijając wypór powietrza): m 1 = ρ 1 × V 1 i m 2 = ρ 2 × V 2
przez podstawienie: m 1 ÷ m 2 = (ρ 1 ÷ ρ 2 ) × ((ρ 2 - ρ woda ) ÷ (ρ 1 - ρ woda ))
więc: m 1 = (ρ 1 ÷ ρ 2 ) × ((ρ 2 - ρ woda ) ÷ (ρ 1 - ρ woda )) × m 2
To samo dotyczy SG zamiast gęstości: m 1 = (SG 1 ÷ SG 2 ) × ((SG 2 - SG woda ) ÷ (SG 1 - SG woda )) × m 2
A ponieważ SG woda = 1: m 1 = (SG 1 ÷ SG 2 ) ((SG 2 - 1) ÷ (SG 1 - 1)) × m 2
×
wartości dla 1 kg ołowiu, żelazo daje: 1 kg ołowiu × (7,87/11,34) × ((11,34-1)/(7,87-1)) = 1,044 kg żelaza

Źródła

  •   Busuttili, Mike; Trevora Daviesa; Petera Edmeada; i in. (1959). Nurkowanie sportowe . BSAC. P. 35. ISBN 0-09-186429-1 .
  •   Jabłoński, Jarrod (2006). Robić to dobrze: podstawy lepszego nurkowania . Globalni podwodni odkrywcy. ISBN 0-9713267-0-3 .