amestec de gaz de respirație artificială diver lui (DHS) sunt utilizate în principal pentru coborâri adânci (peste 60 m) prin dives scurte (KP) și se înclină prin expunerea prelungită la presiune ridicată (DP), la adâncimi diferite. Pentru cursele de operare pe termen scurt privind adâncimi medii (21-45 m) este doar un amestec aer oxigen, care în practica industrială este rar folosit scafandri.
Amestecuri de gaz furnizat la scafandrul respirator printr-un furtun de la suprafața de clopot de scufundare, de dispozitivele respiratorii de diferite tipuri, precum și mediu de gaz în compartimentele camere de presiune în termeni de fiziologie ar trebui să asigure condiții hiperbare adecvate de schimb de gaze între organism și mediul înconjurător, mentalul și performanțele fizice, siguranța și reducerea timpului de decompresie.
Acest lucru poate fi realizat prin reducerea densității amestecului prin utilizarea unei componente inerte mai ușoare, care raționează valorile presiunii parțiale (PO2) pentru un anumit interval de adâncimi, minimizând efectul gazelor inerte asupra sistemului nervos central.
Cele trei principii de bază ale optimizării GVD în funcție de adâncimea de scufundare implementată prin utilizarea, pe lângă oxigenul obligatoriu, gazele inerte, care diferă prin proprietățile lor fizice și acțiunea biologică a corpului, - hidrogen (H2), heliu (He), neon (Ne) , azot (N2).
Următoarea în această serie de argon (Ar), cripton (Kr) și xenon (de Xe) în practica scufundări, nu se aplică, din cauza densității lor ridicate si potenta severe de droguri, chiar în timpul respirației în condiții normale (kripton și xenon), dar într-o persană-pektive acestea pot fi utilizate ca mici adiții la DHS bazate pe heliu și hidrogen pentru a elimina tulburările neurologice la mari adâncimi.
Mulți cercetători au folosit amestecuri oxigen-argon atunci când au efectuat cercetări fundamentale și aplicate asupra problemei, inclusiv a participării umane, la presiuni de 8-10 kgf / cm2. S-au obținut rezultate utile din punct de vedere științific, dar se așteaptă ca acestea să fie inutile pentru utilizarea practică a unor astfel de amestecuri, deoarece densitatea lor este aproape de o jumătate de ori mai mare și este de două ori mai mare decât narcoticele decât oxigenul și azotul.
Costul, din motive evidente, include asigurarea siguranței și a costului hidrogenului în sine. Ar trebui să fie foarte curat și practic fără compuși de hidrogen foarte toxici.
Potrivit colegilor francezi, prezența unor astfel de impurități a fost cauza probabilă a morții animale în primele experimente cu amestecuri bazate pe hidrogen. Principala impuritate periculoasă în hidrogen este arsina (AsH3 este hidrogenul de arsen). Concentrația maximă admisă de arsină este de 0,05 ppm sau de 0,00005 vol. %. Și aceasta este pentru presiune normală și o zi de lucru de opt ore. Pentru o adâncime de 700 m, această valoare trebuie împărțită la 71 și să permită durata expunerii. Un astfel de hidrogen este de două până la trei ori mai scump decât cel folosit pentru coborâșurile de adâncime ale heliului.
De ce să reducem densitatea DGS?
Densitatea crescută a amestecurilor respiratorii care intră în diver respirație și mediu respiratorii în camera de presiune determină o modificare mecanica respiratorie, rezistența crescută a căilor respiratorii, muncă crescută de respirație, reduce ventilația pulmonară în timpul antrenamentelor și întârzierea eliminării dioxidului de carbon (CO2) din organism, o creștere a sarcinii pe cardio Sistemul vascular. Aceste modificări sunt influențate de densitatea corpului însoțită de o creștere a consumului de oxigen. Acest consum suplimentar de oxigen este direcționat în principal, asigurarea de muncă crescută a mușchilor respiratori. Iar atunci când efort fizic intens, în cazul în care activitatea de respirație se apropie de maxim, tot oxigenul consumat obiectiv este de a asigura o ventilație pulmonară, mai degrabă decât furnizarea de a efectua o muncă utilă. Acest lucru se întâmplă atât atunci când se lucrează sub apă, cât și în condițiile uscate ale camerei de altitudine.
Munca fizică în condiții hiperbarice este aproape întotdeauna efectuată pe fundalul unei ventilații reduse. În plus, ventilația scade cu atât mai mult, cu atât este mai greu să lucrați. Dar aceasta încă nu compensează creșterea generală a încărcăturii de respirație, dar în mod firesc duce la acumularea de CO2 în organism. Este posibil ca principalele motive pentru reducerea ventilației să fie fenomenul de compresiune a tuburilor bronhice în timpul expirării atunci când se lucrează în condiții de densitate crescută și oboseală a musculaturii respiratorii. Consecința tuturor acestor modificări fiziologice în organism este o scădere a capacității de lucru. De aceea trebuie să reducem densitatea DGS. Complet normalizarea acestor modificări nu va reuși, dar slăbirea influenței densității poate și ar trebui inclusă în componența componentei inerte DGS mai ușoare.
Trebuie remarcat faptul că densitatea ar trebui să fie redusă, nu numai din cauza limitărilor de ventilație mecanică și de a reduce eficiența, dar, de asemenea, pe o serie de alte motive fiziologice pe care nu le considerăm aici.
De ce să optimizați presiunea parțială a oxigenului?
Scăderea PO2 la 0,18-0,16 kgf / cm2 de la nivelul normoxic (0,21 kgf / cm2) duce la apariția hipoxiei în organism, la valori mai scăzute - la înfometarea cu oxigen. Depășirea acestui nivel duce la hiperoxie și, ca o consecință, la otrăvirea cu oxigen atunci când nivelul de presiune parțială și timpul de respirație admisibil sunt depășite.
In orice amestec de scufundare respirație este pus magnitudinea continut volumetric de oxigen furnizează hyperoxic dar nu toxic, nivelul PO2 la toate adâncimile pentru care acest amestec este destinat. Prin urmare, în cazul coborârilor pe termen scurt, DGS nu poate fi cauza starii de oxigen. Cel mai adesea acest lucru se datorează factorilor tehnici, organizaționali și calificativi. Dar oricare ar fi motivul, toate reacțiile organismului la hipoxie vizează compensarea lipsei de oxigen. În același timp, un scafandru nu este capabil să efectueze în mod eficient sau în general munca fizică sub apă.
Creșterea presiunii parțiale a oxigenului afectează funcționalitatea corpului. Toate reacțiile la hiperoxie depind de nivelul de PO2 crescut și de durata expunerii. Răspunsurile fiziologice primă exprimate la hiperoxiei PO2 în aproximativ 1 kgf / cm2 (care corespunde oxigen pur la presiune normală sau la o adâncime de 40 de metri de respirație cu aer comprimat) detectate în sistemul respirator. Ele sunt îndreptate spre livrarea de limitare de oxigen: scădere ușoară ventilație pulmonară în mare măsură în stare de repaus, circulația sângelui, constricție vasculară cerebrală, a redus de eritrocite din sânge și a hemoglobinei și altele. ventilație Restriction în plus față de aceeași densitate de acțiune duce la o acumulare mai mare de CO2 în organism, care la rândul său poate accelera începutul apariției semnelor de toxicitate a oxigenului. În general, aceste reacții sunt opuse celor observate în hipoxie.
Efectul pe termen lung al hiperoxiei, dar în timpul coborârii prin metoda CP, este însoțit de reacții de la sistemul nervos central și cardiovascular. Reacțiile fiziologice devin patologice când oxigenul începe să exercite un efect toxic asupra corpului. Rezultatul poate fi diferite forme de otrăvire cu oxigen, care necesită un tratament imediat. Nivelurile admisibile de PO2 și timpul de respirație sunt reglementate de regulile actuale pentru efectuarea operațiunilor de scufundări în Rusia. Aceste niveluri în orice DGS de scufundări acceptate pentru utilizare nu sunt depășite. Prin urmare, DGS nu poate fi cauza otrăvii scafandrului cu oxigen. Motivele pot fi: încălcarea regulilor, întârzierea scufundării de urgență sub apă, întreruperea aparatului respirator atunci când apa intră în cartușul regenerativ și altele.
La o ședere de mai multe zile în condiții de presiune ridicată, valorile PO2 netoxice se situează în intervalul 160-220 mm Hg. Art. (0,21-0,30 kgf / cm2). Acest lucru este confirmat de mulți cercetători și practica scufundării în jos prin metoda DP în compartimentele rezidențiale ale camerelor de presiune. Nu se va observa că prezintă toxicitate și PO2 la 0,35 kgf / cm2, dar cu restrângerea duratei de ședere sub presiune crescută.
Prin urmare, optimizarea DHS pentru oxigen are drept scop eliminarea hipoxiei, a foametei la oxigen și otrăvirii cu oxigen.
De ce este necesar să minimalizați efectul gazelor inerte asupra centralei
sistemul nervos?
Mai presus de toate, îndepărtarea narcoza azotului, care se manifestă atunci când pantele de scufundare și în camera de presiune cu aer comprimat și amestecuri care conțin azot, precum și pentru a reduce tulburările neurologice care se manifestă atunci când coborari profunde metode CP și PD, și, în general, definit sindromul presiune mare nervos (NSVD ).
Azotul narcoză se dezvoltă la o adâncime de aproximativ 30-35 de metri, și se manifestă într-o încălcare evidentă a activității intelectuale, incetinirea timpilor de reacție, euforie generală și alte reacții adverse. Toate acestea se reflectă într-o scădere a eficienței. Pericolul mare al anesteziei cu azot este că, în timp ce în timp ce scafandrul se expune în mod inconștient unui risc mare. Este clar că puteți scăpa de anestezie numai prin înlocuirea azotului cu un alt gaz inert (non-narcotic). In cadrul diver disponibile în prezent presiuni nu prezintă proprietăți semnificative de droguri de hidrogen, heliu și neon. Dar înlocuirea azotului greu narkotichny ușor nenarkotichnym heliu, avem alte probleme legate de transferul de căldură și denaturarea de exprimare, care sunt rezolvate cu succes în consecință, prin mijloace de protecție termică și vorbire compensările electronice.
Mecanismul anesteziei cu azot este necunoscut până acum. Se crede că potența medicamentului de azot sau alt gaz inert depinde de solubilitatea lor în grăsimi (Meyer-Overton Theory). Cu cât gazul este mai solubil, cu atât este mai mare efectul narcotic la o anumită presiune parțială. Prin urmare, heliu și neon, care este relativ slab solubil în grăsimi, pot fi utilizate ca gaze diluant inert când coborari adânci de scufundare. Acestea sunt non-carcotic în presiunea disponibilă a scafandrului.
O manifestare mai importantă a acțiunii gazelor inerte asupra sistemului nervos central este dezvoltarea NSVD. Acest lucru este cel mai pronunțat atunci când respiră amestecurile de oxigen-heliu la presiuni corespunzătoare adâncimii de aproximativ 100 m și mai mult. NSVD simptomatic se manifestă ca tremurături (tremurături) ale membrelor, somnolență, violare a coordonării musculare, echilibru. La presiuni corespunzătoare adâncimii de ordinul a 300 de metri și mai mulți, scafandrii pot prezenta apatie, greață, perturbare a orientării și a conștiinței, chiar și perioadele de microsnap sunt posibile. Se crede că semnele de AINS sunt rezultatul, în principal, a efectului presiunii și a ratei de creștere a acesteia atunci când se utilizează DGS pe bază de heliu. Prin urmare, acestea pot fi reduse la minimum prin reducerea vitezei de compresie și prin utilizarea compresiei în trepte cu viteze de declanșare.
Nu mai puțin eficace și adăugarea amestecului în respirator al doilea component inert - azot, care este un antagonist fiziologic al heliului, adică minimizează reacția organismului la acțiunea heliu în timpul compresiei. Practic este (desigur, printre alte motive) a dat naștere amestecurilor ternare care sunt utilizate în rezidențiale Camere de compartimente de presiune DP Sisteme de scufundare și coborâri scurte adânci. Trebuie remarcat faptul că rolul azotului ca component al amestecului respirator nu este complet clar. La urma urmelor, există date experimentale străine care, după patru ore de prezență umană în atmosferă normoxic heliu-oxigen la presiune normală a început simptome ca simptome NSVD (tremor, modificări caracteristice în electroencefalograma). Poate că absența azotului din amestec conduce la acest efect. Deci, azotul este necesar! La urma urmei, pe fundalul azotului în aer, evoluția noastră a fost și continuă. De altfel, sa constatat că adăugarea de hidrogen la un amestec pe bază de heliu rezistă NSVD.
Astfel, respectând modul de comprimare prin amestecurile cu trei componente, manifestările NSAID sunt reduse la minimum, ceea ce, precum anestezia cu azot și densitatea și toxicitatea oxigenului, afectează negativ capacitatea de lucru a scafandrului.
Sistemele de scufundări DGS pot fi împărțite în două grupe: destinate descoperirii prin metoda KP și prin metoda DD. Nu există diferențe fundamentale în compoziția gazului DHS între ele. Ambele grupuri utilizează oxigen cu unul sau două gaze inerte - azot și heliu. Diferența este numai în raportul cantitativ dintre gazele din amestec. În același timp, se observă un principiu important: o scădere a procentului de oxigen din amestec cu o adâncime în creștere, astfel încât presiunea parțială a oxigenului este păstrată la un nivel optim dat pentru un amestec și o adâncime dată.
Când se coboară la adâncimi mici și medii, metoda KP utilizează în principal aer. Formal, este un amestec de oxigen și azot. Dar nu artificiale, ci natura creată de amestec. Prin urmare, utilizarea aerului este limitată de adâncimea la care pragul de toxicitate a oxigenului nu ar fi depășit, iar narcoza de azot nu ar limita eficacitatea muncii scafandrului. Având în vedere acest lucru, adâncimea în Rusia nu este mai mare de 60 de metri, deși în majoritatea țărilor nu depășește 55 de metri, ceea ce este mai justificat.
În unele amestecuri de respirație artificială de scufundări, aerul curat este folosit ca una dintre componentele amestecului. Acest amestec de aer oxigen (VCS), unde aerul este amestecat cu oxigen și, de fapt, a obținut un amestec de doi oxigen-azot (CAS - EAN) și amestec aer heliu (HCV), atunci când aerul este adăugat heliu și au obținut trei componente oxigen-azot - Amestec de geluri (KAGS-trimix). Desigur, DGS pot fi preparate și din gaze pure separate. Dar metodic, acest lucru este mai complicat și mai scump. Cu toate acestea, metoda de preparare medie respiratorie DP coboara in compartimentele camerele de presiune este formată prin amestecarea componentelor cu gaz, cu excepția utilizării aerului în faza inițială de comprimare.
Oxigenul este, de asemenea, o componentă a DGS de scufundări. Dar aceasta este o componentă specială, obligatorie, care, în forma sa pură, fără alți aditivi de gaz, cu limitări, poate fi folosită pentru respirație. Prin urmare, oxigenul poate fi considerat un mediu respirator unic. Efectul său asupra organismului rămâne practic independent de componența DGS. Presiunea parțială a oxigenului este parametrul principal al optimizării amestecurilor de gaze de respirație scufundate.
Principalele SGD, utilizate în Rusia cu scufundări pentru adâncimi mici, medii și mari folosind metoda KP, sunt prezentate în tabel.
atmosferă de gaz respirator în compartimentele de presiune Sisteme camerelor de scufundare sedere divizat extins, în funcție de adâncimea - până la și peste 40 de metri. În metoda JP înclină la o adâncime de 40 m, folosind un amestec de oxigen-azot cu două componente (CAS) cu PO2 0,3 ± 0,01 kgf / cm2 sau oxigen-azot-heliu amestec (trimix) cu PO2 0,25 ± 0,01 kgf / cm2 și o presiune parțială a azotului de 1,0 ± 0,2 kgf / cm2. Pentru adâncimi ce depășesc 40 m, presiunea parțială a oxigenului în amestecul este crescut ușor - până la 0,27-0,35 kg / cm2 minute dependența de adâncimi.
Atunci când se lucrează la sol la adâncimi mai mari scafandru (Aquanavt) pentru respirație este furnizat două oxigen-heliu amestec (CSC - Heliox) cu PO2 0,65 ± 0,05 kgf / cm2 și 1,2 ± 0,05 kgf / cm2, în funcție de (cu un circuit de respirație deschis sau semi-închis). Calculele arată că densitatea CPS cu presiunea parțială a oxigenului de 0,65 kgf / cm2 GVD densitate ceva mai mică în adâncimi echivalente compartimentului de presiune carcasa camera DP scufundări marine presiune complexă în intervalul de 100-500 m. Acest lucru este foarte important, având în vedere că aparatul respirator în sine reprezintă o rezistență la respirație, ceea ce crește presiunea exercitată asupra respirației acvatice. Ca urmare, sarcina totală pe respirație datorită densității DHS și rezistența dispozitivului nu este foarte diferit de compartimentul de încărcare din camera de presiune, care nu duce la o acumulare mai mult CO2 în organism. Chiar și atunci când respiră amestec de oxigen-heliu argilă cu PO2 = 1,2 kgf / cm2, densitatea sa este ușor mai mare decât în dimensiune compartiment care este necritică pentru respirație. Mai mult decât atât, atunci când respirație efect toxic CFSs hyperoxic oxigenului este redusă astfel ca CO2 se acumulează mai puțin din cauza la plotnos-ti. Aceste condiții sunt favorabile organismului datorită faptului că nu există azot în amestec.
Hiperoxia este în același timp potrivită, deoarece susține capacitatea fizică de lucru a scafandrului și, în condițiile de funcționare sub apă, nu duce la intoxicații cu oxigen, deoarece timpul de funcționare pe teren nu depășește admisibilitatea.
Tulburările neurologice la părăsirea apei din condițiile DP, spre deosebire de coborârile pe termen scurt, nu sunt observate. Ele nu ar trebui să fie, ca un scafandru pe teren face munca la aceeași presiune ca și camera de presiune la complexul de scufundări compartiment viu în care tulburarea dacă au fost eliminate în procesul de desfășurare a presiunii.
Toate aceste amestecuri artificiale de respirație au limitele lor în profunzime și durata de respirație, care se reflectă în modurile de funcționare. Pentru fiecare amestec sunt respectate valorile admisibile ale presiunilor parțiale ale oxigenului și azotului, până la adâncimea maximă a utilizării lor (vezi tabelul). În amestecurile bazate pe azot și heliu (KAGS), destinate coborârilor de mare adâncime, se manifestă antagonismul fiziologic al acestor gaze. Heliul reduce densitatea amestecului și limitează efectul narcotic al azotului, deoarece cea mai mare parte este înlocuită cu heliu. Azotul, la rândul său, blochează semnele de AINS, îmbunătățește schimbul de căldură și comunicarea vocală cu scafandrul. Aceasta este esența fiziologică a optimizării DGS de scufundări.
Trimiteți-le prietenilor: