재호흡기와 헬륨

이 글은 재호흡기 다이빙시에 수심과 관계없이 최소한 normoxic 트라이믹스 기체를 사용하는 것이 왜 좋은지에 대한 짧은글입니다.

재호흡기 에어 다이빙

재호흡기 다이빙시 희석 기체 (Diluent)로 에어(21% O2 + N2)를 사용할 경우 최대 수심을 40m로 제한하는 것의 가장 큰 이유는 기체의 밀도 때문이다. 우리는 여기서 수심 40m 이하의 얕은 수심 다이빙시에도 헬륨을 사용한 혼합 기체를 사용하는 것을 고려하는 것이 왜 좋은지에 대해 알아본다.

인간이 호흡할 때 폐로 움직일 수 있는 기체의 양은 수심 30m에서 수면보다 약 50%가 줄어들고 45m 수심에서는 33% 밖에는 되지 않는다. 결과적으로 이산화탄소(CO2) 배출양도 줄어들게 된다.

이 데이터는 재압 챔버에서 가벼운 활동복을 입고 실제로 측정한 결과이며 다이빙시에 착용하는 드라이수트, 웻수트 또는 하네스의 압박에 의해 폐의 탄력(lung elastance)이 줄어 들기 때문에 실제 다이빙시에는 이산화탄소 배출 능력이 더욱 저하된다.

이산화탄소 축적에 따른 위험성

이산화탄소가 몸에 축적될 경우 잠재적으로 심각한 결과를 초래할 수 있다. 또한 이산화탄소는 질소보다 훨씬 더 마취성이 강하고 질소 마취를 증폭시키는 역할을 한다.

이산화탄소는 혈관을 확장시키는 강한 작용을 하기 때문에 조직으로 흐르는 혈류량이 증가되며 이것은 특히 뇌에 큰 영향을 준다.

이산화탄소 축적은 산소 및 불활성 기체에 대한 노출을 증가시킬 수 있으므로 중추신경계 중독(CNS toxicity)과 질소 축적량이 우리가 보통 사용하는 감압표 또는 컴퓨터의 계산보다 많아질 수 있고 이에 따라 DCI (Decompression Illness = 감압병)의 확룔도 높아진다.

재호흡기의 호흡 저항

수중에서 활동량이 많아질 경우 특히 재호흡기는 수면 또는 OC(개방식 호흡기)에 비해 호흡 저항이 훨씬 높다는 것을 우리는 기억해야 한다.
이러한 호흡 저항은 이산화탄소 배출 능력을 저하시켜 호흡 곤란을 야기할 수 있다.

재호흡기 호흡 저항의 추가적인 원인들:

  • 기체 흐름의 방해 요소들 즉 마찰, 난류등으로 증가되는 호흡 저항
  • 다이버의 폐와 재호흡기 호흡 주머니의 수압 불균형 (hydrostatic imbalance)

이러한 사실들은 운동량이 적은 다이빙에서는 큰 문제가 되지 않지만 활동량이 갑자기 많아질 경우에는 이상 증상이나 탄산 혈증(hypercapnia)을 유발시킬 수 있고 이로 인해 수중에서 의식을 잃게 되는 치명적인 결과를 가져올 수 있다.

수중에서 의식을 잃었을 때 마우스피스 고정 스트랩이나 FFM(풀페이스 마스크)를 사용하지 않았다면 익사할 가능성은 더욱 커진다.

참고: 이산화탄소 중독

결론

실제 실험을 통한 이러한 결과를 바탕으로 영국 해군은 재호흡기를 사용하여 30m 보다 깊게 다이빙 할 경우 Heliox (산소+헬륨만으로 이루어진 혼합 기체)를 사용하고 있다.

40m에서의 여유롭고 편안한 다이빙이 어떠한 이유(예: 강한 조류, 작업, 특별한 상황)로 인해 활동량이 갑자기 많아지고 이로 인해 이산화탄소 축적양이 언제든지 높아질 수 있다는 가능성을 우리는 기억해야 한다.

헬륨은 밀도가 매우 낮은 기체로서 재호흡기 사용시 호흡 저항을 줄여주는데 매우 큰 역할을 하며 질소량도 줄어든다.

결론적으로 재호흡기 다이빙시에는 수심과 관계없이 최소한 normoxic 기체 (17~21% O2 + 헬륨) 사용하여 이산화탄소 축적에 의한 위험을 줄이는 것이 좋다(참고: 40m 이상의 수심에서는 hypoxic 기체 사용을 고려해야 함).

3 Replies to “재호흡기와 헬륨”

  1. 안녕하세엽 초보사진가 전상욱입니당 ^^*
    요즘 재호흡기에 관심을 가지고 지켜보는 중입니다.
    지금 사용하시는 재호흡기와 AP사의 재호흡기를 비교한다면
    어떤 장단점이 존재할까요?
    초보라서 늘 궁금한거 투성입니다 ㅠ

  2. 저도 시작한지 얼마되지 않아서 사실 조언을 드릴만한 처지는 아닙니다. 제가 사용하고 있는 재호흡기는 rEvo이고 선택한 이유는 가벼운 무게, 효율적인 스크러버 디자인, 스크러버 모니터링 시스템, 티타늄 케이스로 보호되어 있는 백마운트 호흡 주머니, 3개의 독립적인 po2 모니터링 정도라고 할 수 있습니다. AP사 것은 오래된 디자인과 플라스틱 파트가 많은점이 개인적으로 마음에 들지 않아 후보에서 제외하였습니다.

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