Steeds vaker bieden reisorganisaties gratis duiken met Nitrox aan. De specialisatie Nitrox basis is in het voorjaar en de vroege zomer een van de meest populaire opleidingen. De voordelen zijn bekend: een langere nultijd op een bepaalde diepte dan met lucht, en een veiliger profiel als je met Nitrox duikt en de nultijden van lucht aanhoudt. Bij Nitrox basis wordt gebruik gemaakt van twee standaard Nitrox mengsels. Namelijk Nitrox 32 en Nitrox 36. Ofwel een zuurstofpercentage van respectievelijk 32% en 36%. Waarom werken we bij Nitrox duiken met een partiële zuurstofdruk van 1,4 bar? Wat is dat ook alweer, en hebben we die kennis alleen nodig als we met Nitrox duiken?
Dalton
De dieptelimiet bij een pO₂ van maximaal 1,4 bar heeft te maken met de wet van Dalton. Deze wet zegt: ‘De druk van een gasmengsel is gelijk aan de som van alle drukken van de afzonderlijke gassen in dat mengsel, inclusief de verhoudingen daarin.’ Kort gezegd, een luchtmengsel van 79% stikstof en 21% zuurstof bij 1 bar luchtdruk heeft een partiële stikstofdruk (PaN2) van 79%. Aan de oppervlakte (luchtdruk, 1 bar) is de partiële stikstofdruk dan 0,79 bar N2. En aan de oppervlakte is de partiële zuurstofdruk (PaO2) 21% ofwel 0,21 bar O2. Als we aan de oppervlakte lucht ademen levert deze partiële zuurstofdruk geen problemen op. Hoewel we allemaal zuurstof nodig hebben, kan dit gas in een te hoge concentratie (druk) giftig worden. Zuurstofvergiftiging is voor ieder mens en op ieder moment anders, maar we mogen ervan uit gaan dat de veilige grens voor een partiële zuurstofdruk ligt op maximaal 1,6 bar. Op basis hiervan kunnen we de uiterste diepte voor een duik met perslucht berekenen:
- Zuurstofpercentage lucht is 21% (0,21) à
- PaO2 max is 1,6 bar à
- Druk op diepte is: PaO2 max / zuurstofpercentage = 1,6 / 0,21 = 7,6 bar absolute druk à
- De diepte is: druk op diepte -1 x 10 à
- De maximale diepte voor lucht is (7,6 – 1) x 10 = 66 meter.
Bij de Nitrox opleidingen houden we een grotere veiligheidsmarge aan en rekenen we met een partiële zuurstofdruk van 1,4 bar. Berekenen we op basis van een PaO2 van 1,4 bar de maximale diepte voor een duik met lucht, dan komen we uit op: Pa O2 / zuurstof percentage = 1,4 / 0,21 = 6,66 bar absolute druk. Dat ronden we veilig af naar 6,6 bar. De maximale diepte is dan (6,6 – 1) x 10 = 56 meter. Kijken we naar de duiktabel dan zien we dat deze niet verder gaat dan 54 meter. Het spreekt voor zich dat we met een partiële zuurstofdruk van 1,4 bar voor ieder willekeurig gasmengsel de diepte kunnen berekenen waarop het aandeel zuurstof giftig wordt. Dat noemen we de MOD ofwel de Maximum Operating Depth. Technische duikers schrijven deze met grote zwarte letters op iedere fles die ze meenemen.
Onder druk lost gas op in vloeistof. Als de druk afneemt gebeurt het omgekeerde.
Diepteroes
Net als de partiële zuurstofdruk heeft ook de partiële stikstofdruk invloed op ons lichaam. De effecten van een toenemende partiële stikstofdruk kennen we als diepteroes, ook wel stikstofnarcose genoemd. Er is geen vaste waarde voor wanneer het optreedt en de ene duiker is er minder gevoelig voor dan de andere. Stikstofnarcose kan al optreden in de eerste 10 meter. In het 1*-boek wordt het de ‘wet van Martini’ genoemd. Iedere 10 meter afdalen komt overeen met het drinken van 1 glas Martini. Met het afdalen neemt het dronkenmansgevoel toe. Dat betekent dat naarmate je dieper gaat, het denkvermogen zal afnemen. Om hier een oefening in te doen kun je eerst boven water een aantal eenvoudige rekensommen uit het hoofd maken. Laat je buddy de tijd opnemen. Maak daarna evenveel en hetzelfde soort sommen op 20 meter en neem de tijd op. Je zal zien dat de tijd onder water langer is dan boven water. De partiële stikstofdruk op 20 meter is eenvoudig te berekenen: 20 meter = 3 bar druk. Het stikstofpercentage in lucht is 79% (0,79). De PaN2 = 0,79 x 3 = 2,37 bar. Door met Nitrox te duiken verminder je de kans op stikstofnarcose. Er zit minder stikstof in het mengsel en de PaN2 is navenant lager.
Henry
Als we aan familie en vrienden met behulp van een fles Spa rood laten zien wat er gebeurt als we te snel opstijgen, dan demonstreren we in feite de wet van Henry. Deze wet zegt: ‘Wanneer een gas oplost in een vloeistof is de hoeveelheid gas die wordt opgelost recht evenredig met de partiële druk van dat gas boven de vloeistof, bij constante temperatuur.’ Deze wet is van belang bij de fysiologie van het decompressieduiken. Ons lichaam bestaat voor een groot deel uit water waarin redelijk wat gas kan oplossen. Henry zegt dat naarmate de druk toeneemt, de hoeveelheid opgelost gas (zuurstof en stikstof) zal toenemen. Dat gas wordt door het lichaam getransporteerd naar de weefsels die de gassen opnemen. Op 20 meter (3 bar druk) lost 3 keer zo veel gas op als aan de oppervlakte. Een ander fenomeen is dat een koude vloeistof meer gas kan opnemen dan een warme vloeistof. Als we duiken neemt de druk toe en de watertemperatuur af. Het effect van de watertemperatuur valt mee omdat ons lichaam ons op een constante temperatuur houdt.
Ons lichaam bestaat voor het grootste deel uit water en lucht bestaat voor het grootste deel uit stikstof (79%). Er lost dus stikstof op in ons lichaam. Dat is op zich niet erg. Het oplossen gaat niet van het ene op het andere moment en heeft tijd nodig. Omgekeerd geldt dat ook. Stijgen we op dan neemt de druk af en zo ook de hoeveelheid opgelost gas in ons lichaam. Als we te snel opstijgen kunnen gasbellen ontstaan en krijg je decompressieziekte. Daarom hanteren we de maximale stijgsnelheid van 10 meter per minuut, maken we altijd een veiligheidsstop en zo nodig decompressiestops. Als je de demonstratie met de fles Spa rood wilt verfijnen: draai de fles in een keer snel open en je zult zien dat er veel gasbellen ontstaan omdat de druk snel afneemt. Draai je de fles langzaam open dan neemt de druk langzamer af en zullen er minder bellen ontstaan.
_____________________________________________
Workshops
Wil je meer weten over de natuurkundige wetten die onder onze hobby liggen? Neem dan contact op met je instructeur. Hij of zij kan je er meer over vertellen. Hou ze altijd in het achterhoofd om het duiken beter te kunnen begrijpen. En de wet van Henry is slechts een onderdeel van de decompressietheorie, daar komt meer bij kijken. Meer daarover leer je in de specialisatie Decompressieduiken. Wil je als instructeur meer over dit onderwerp weten, volg dan de workshop van Thom Bierenbroodspot en Dirk Brandt.