Khoa học đằng sau sự giải nén: Tìm hiểu những khúc cua

Lặn là một trải nghiệm đầy mê hoặc, mang đến cái nhìn thoáng qua về thế giới dưới nước bí ẩn. Tuy nhiên, như với bất kỳ cuộc phiêu lưu nào, nó đi kèm với những thách thức và rủi ro. Một trong những khía cạnh quan trọng nhất mà thợ lặn cần hiểu là tình trạng giảm áp suất và những mối nguy hiểm tiềm ẩn liên quan đến nó, đặc biệt là bệnh giảm áp, thường được gọi là "những khúc cua". Bài viết này đi sâu vào khoa học đằng sau việc giải nén, giúp thợ lặn nắm bắt được tầm quan trọng của các hoạt động đi lên an toàn và các quá trình sinh lý đang diễn ra.

Giải nén là gì?

Về cốt lõi, việc giải nén đề cập đến việc giảm áp suất xung quanh mà người thợ lặn phải trải qua khi họ tiến lên bề mặt. Khi thợ lặn đi xuống, áp suất tăng lên và cơ thể họ thích nghi với môi trường áp suất cao này. Khi họ bay lên, áp suất này giảm đi. Cơ thể một lần nữa cần phải điều chỉnh theo sự thay đổi này và quá trình điều chỉnh này được gọi là giải nén.

Tầm quan trọng của việc giảm áp suất nằm ở khí chúng ta hít thở. Dưới áp lực gia tăng, khí hòa tan dễ dàng hơn vào máu và các mô của chúng ta. Khi áp suất giảm trong quá trình đi lên, những khí này cần được giải phóng một cách an toàn, nếu không chúng có thể tạo thành bong bóng, dẫn đến các biến chứng tiềm ẩn.

Vai trò của Nitơ trong cơ thể chúng ta

Không khí mà thợ lặn thường thở từ bể chứa của họ chủ yếu bao gồm oxy và nitơ. Trong khi oxy được cơ thể chúng ta chuyển hóa cho các quá trình sinh lý khác nhau, thì nitơ vẫn trơ, nghĩa là nó không tham gia tích cực vào các chức năng cơ thể. Tuy nhiên, hành vi của nó dưới áp lực là rất quan trọng đối với thợ lặn.

Khi thợ lặn lặn xuống và áp suất tăng lên, nitơ trong không khí họ hít thở sẽ hòa tan vào máu và các mô cơ thể khác. Quá trình này tương đối vô hại miễn là thợ lặn vẫn ở độ sâu. Thử thách nảy sinh khi thợ lặn bắt đầu đi lên. Khi áp suất bên ngoài giảm, nitơ hòa tan có xu hướng thoát ra khỏi dung dịch, có khả năng hình thành bong bóng trong cơ thể.

Bệnh giảm sức ép (The Bends): Tổng quan

Bệnh giảm áp, thường được gọi là "những khúc cua", là một tình trạng nghiêm trọng có thể xảy ra khi các bong bóng nitơ hình thành trong quá trình đi lên bị mắc kẹt ở các bộ phận khác nhau của cơ thể. Các triệu chứng và mức độ nghiêm trọng của các vết uốn cong có thể rất khác nhau, tùy thuộc vào vị trí của các bong bóng này.

Các triệu chứng nhẹ có thể bao gồm đau khớp (thường được mô tả là đau âm ỉ), phát ban và ngứa. Các biểu hiện nghiêm trọng hơn có thể bao gồm tê liệt, rối loạn nhận thức, khó thở và đau ngực. Trong trường hợp cực đoan, nếu không được điều trị kịp thời, tình trạng này có thể gây tử vong.

Khoa học đằng sau những khúc cua

Sự hình thành bong bóng nitơ trong cơ thể là nguyên nhân chính gây ra bệnh trầm cảm. Nhưng làm thế nào những bong bóng này hình thành và tại sao chúng lại có vấn đề?

Khi một thợ lặn bay lên quá nhanh, nitơ hòa tan trong các mô của họ không có đủ thời gian để thoát khí qua phổi một cách an toàn. Thay vào đó, nó tạo thành các bong bóng siêu nhỏ trong máu và các mô. Những bong bóng này sau đó có thể kết hợp lại, tạo thành những bong bóng lớn hơn có thể làm tắc nghẽn mạch máu và cản trở chức năng bình thường của các cơ quan.

Sự hiện diện của những bong bóng này gây ra phản ứng viêm trong cơ thể. Các tế bào bạch cầu lao đến vị trí này, giải phóng các hóa chất có thể làm hỏng thành mạch. Hơn nữa, các bong bóng có thể khiến tiểu cầu kết tụ lại với nhau, làm tăng nguy cơ hình thành cục máu đông.

Các yếu tố ảnh hưởng đến bệnh giảm áp

Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến khả năng và mức độ nghiêm trọng của bệnh trầm cảm:

• Hồ sơ lặn: Độ sâu và thời gian lặn đóng một vai trò quan trọng. Lặn sâu hơn và lâu hơn dẫn đến sự hấp thụ nitơ nhiều hơn.

• Tỷ lệ đi lên: Đi lên nhanh khiến cơ thể có ít thời gian hơn để thải khí nitơ hòa tan, làm tăng nguy cơ hình thành bong bóng.

• Lần lặn và khoảng thời gian bề mặt trước đó: Nhiều lần lặn trong khung thời gian ngắn hoặc những lần lặn với khoảng cách bề mặt không phù hợp có thể làm tăng nồng độ nitơ trong cơ thể, làm tăng nguy cơ bị uốn cong.

• Tính nhạy cảm cá nhân: Các yếu tố như tuổi tác, sức khỏe tổng thể, tỷ lệ mỡ trong cơ thể và thậm chí cả yếu tố di truyền có thể ảnh hưởng đến khả năng mắc bệnh trầm cảm của một cá nhân.

• Điều kiện môi trường: Nước lạnh có thể làm giảm tuần hoàn ngoại vi, làm chậm quá trình thoát khí. Độ cao sau khi lặn cũng có thể làm trầm trọng thêm rủi ro do áp suất khí quyển giảm.

Phòng ngừa và điều trị

Hiểu được rủi ro là bước đầu tiên trong việc phòng ngừa. Dưới đây là một số biện pháp chính mà thợ lặn có thể thực hiện:

• Theo dõi bảng lặn và máy tính: Những công cụ này cung cấp hướng dẫn về tốc độ đi lên và điểm dừng an toàn dựa trên hồ sơ lặn.
• Dừng an toàn: Nút dừng an toàn, thường ở độ cao 15-20 feet trong 3-5 phút, cho phép có thêm thời gian để xả khí và giảm nguy cơ hình thành bong bóng.
• Giữ nước: Hydrat hóa thích hợp giúp cải thiện tuần hoàn, hỗ trợ quá trình thải khí.
• Tránh đi lên nhanh chóng: Việc đi lên chậm và có kiểm soát là rất quan trọng. Nhiều tổ chức lặn khuyến nghị tốc độ đi lên không nhanh hơn 30 feet mỗi phút.

Nếu thợ lặn nghi ngờ họ mắc bệnh giảm áp, việc điều trị ngay lập tức là điều cần thiết. Phương pháp điều trị chính là liệu pháp oxy cao áp. Người bị ảnh hưởng được đặt trong buồng cao áp, nơi họ hít thở oxy nguyên chất dưới áp suất tăng cao. Điều này giúp thu nhỏ kích thước của bong bóng nitơ và cho phép nitơ thoát khí hiệu quả hơn. Cần được chăm sóc y tế ngay lập tức và vận chuyển đến cơ sở có buồng cao áp.

Mô hình giải nén nâng cao và máy tính lặn

Trong thời đại lặn hiện đại, công nghệ đóng vai trò không thể thiếu trong việc đảm bảo an toàn cho thợ lặn. Các mô hình giải nén tiên tiến và máy tính lặn đã cách mạng hóa cách các thợ lặn lập kế hoạch và thực hiện chuyến lặn của họ.

Mô hình giải nén: Ngoài những điều cơ bản

Các bàn lặn truyền thống cung cấp một mô hình giải nén tĩnh, dựa trên phản ứng trung bình đối với những thay đổi áp suất. Tuy nhiên, cơ thể của mỗi thợ lặn là duy nhất và nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình giảm áp. Các mô hình giải nén nâng cao có cách tiếp cận năng động hơn:

• Mô hình đa mô: Những mô hình này cho rằng các mô khác nhau trong cơ thể hấp thụ và giải phóng nitơ với tốc độ khác nhau. Bằng cách tính đến những biến thể này, chúng cung cấp cái nhìn sắc thái hơn về quá trình giải nén.

• Mô hình bong bóng: Thay vì chỉ tập trung vào khí hòa tan, các mô hình này còn xem xét sự hình thành và phát triển của các vi bọt trong cơ thể, cung cấp thông tin chuyên sâu về các rủi ro tiềm ẩn liên quan đến bong bóng.

Máy tính lặn: Giám sát thời gian thực

Máy tính lặn đã trở thành một công cụ thiết yếu cho thợ lặn. Các thiết bị này liên tục theo dõi độ sâu, thời gian và tốc độ đi lên, cung cấp phản hồi theo thời gian thực cho thợ lặn:

• Hồ sơ lặn được cá nhân hóa: Nhiều máy tính lặn hiện đại cho phép thợ lặn nhập dữ liệu cá nhân, chẳng hạn như độ tuổi và mức độ thể chất, điều chỉnh thuật toán giải nén cho phù hợp với từng cá nhân.

• Nhắc nhở dừng an toàn: Máy tính lặn cung cấp cảnh báo về các điểm dừng an toàn được khuyến nghị, đảm bảo thợ lặn dành thời gian cần thiết ở độ sâu cụ thể để thoát khí.

• Chỉ báo tỷ lệ đi lên: Những tính năng này cảnh báo thợ lặn nếu họ bay lên quá nhanh, cho phép họ điều chỉnh và giảm nguy cơ hình thành bong bóng.  

• Nhật ký và phân tích: Sau khi lặn, thợ lặn có thể phân tích hồ sơ lặn của họ, hiểu đường cong độ sâu-thời gian và đảm bảo họ tuân thủ các biện pháp an toàn.

Tác động của NITROX đến khả năng giải nén

NITROX, thường được gọi là Enriched Air Nitrox (EANx), là một loại khí thở có chứa tỷ lệ oxy cao hơn và tỷ lệ nitơ thấp hơn so với không khí trong khí quyển thông thường. Lợi ích chính của việc sử dụng NITROX trong lặn giải trí là giảm nguy cơ mắc bệnh giảm áp và mở rộng giới hạn không giảm áp. Đây là cách NITROX tác động đến quá trình giải nén:

1. Giảm hấp thụ nitơ: Vì NITROX chứa tỷ lệ nitơ thấp hơn so với không khí thông thường nên thợ lặn sẽ hấp thụ ít nitơ hơn vào mô của họ trong quá trình lặn. Lượng nitơ giảm này làm giảm nguy cơ mắc bệnh giảm áp, đặc biệt là trong những lần lặn lặp đi lặp lại.
2. Giới hạn không giải nén mở rộng: Với lượng nitơ được hấp thụ ít hơn, thợ lặn có thể ở lại lâu hơn ở độ sâu nhất định mà không cần dừng giảm áp. Điều này đặc biệt có lợi cho những thợ lặn muốn tối đa hóa thời gian dưới đáy của họ.
3. Khoảng thời gian bề mặt ngắn hơn: Sau khi lặn, thợ lặn sử dụng khí thải NITROX làm giảm lượng nitơ hấp thụ nhanh hơn. Điều này có thể dẫn đến khoảng cách bề mặt giữa các lần lặn ngắn hơn.
4. Biên độ an toàn tăng lên: Ngay cả khi lặn trong giới hạn không khí không giảm áp thông thường, việc sử dụng NITROX sẽ mang lại mức an toàn bổ sung bằng cách giảm lượng nitơ tổng thể trong cơ thể.
5. Giảm mệt mỏi sau khi lặn: Bằng chứng giai thoại từ nhiều thợ lặn cho thấy rằng thở NITROX có thể giúp ít mệt mỏi hơn sau khi lặn, mặc dù điều này mang tính chủ quan và chưa được chứng minh một cách thuyết phục.

Tuy nhiên, cũng có những cân nhắc và rủi ro tiềm ẩn liên quan đến NITROX:

1. Độc tính oxy: Tỷ lệ oxy tăng lên trong NITROX có nghĩa là thợ lặn cần lưu ý về giới hạn độ sâu để tránh nhiễm độc oxy, đặc biệt là nhiễm độc oxy của hệ thần kinh trung ương (CNS), có thể dẫn đến co giật dưới nước.
2. Đào tạo đặc biệt: Thợ lặn phải trải qua khóa đào tạo cụ thể để được chứng nhận sử dụng NITROX. Khóa đào tạo này bao gồm các lợi ích, rủi ro và quy trình sử dụng không khí được làm giàu, bao gồm cách phân tích hàm lượng oxy trong bình và thiết lập máy tính lặn phù hợp.
3. Cân nhắc về thiết bị: Một số thiết bị lặn, như vòng chữ O và van bình, phải tương thích với oxy và được làm sạch bằng oxy để sử dụng an toàn với NITROX.

Tóm lại, mặc dù NITROX mang lại những lợi ích đáng kể về mặt giảm áp, nhưng điều cần thiết là thợ lặn phải được đào tạo bài bản và hiểu rõ những rủi ro cũng như lợi ích liên quan. Lập kế hoạch phù hợp và tuân thủ các giới hạn về độ sâu và thời gian là rất quan trọng khi lặn với NITROX.

Xem của chúng tôi Khóa học chuyên ngành NITROX để biết thêm thông tin.

Phần kết luận

Thế giới bên dưới những con sóng thật mê hoặc, nhưng điều cần thiết là phải nhớ khoa học giúp đảm bảo an toàn cho thợ lặn. Giải nén và hiểu các khúc cua là một khía cạnh quan trọng của việc này. Với kiến thức về lý do và cách thức bệnh giảm áp xảy ra, cùng với các công cụ và công nghệ hiện có, thợ lặn có thể khám phá độ sâu một cách tự tin và an toàn. Khi chúng ta dấn thân vào vùng biển xanh, hãy lặn với nhận thức, tôn trọng các giới hạn và trân trọng từng khoảnh khắc dưới nước.