감압 다이빙에서 헬륨 페널티가 필요한가?

헬륨 페널티는 없다.

지난 몇해동안 감압에 대한 이해는 극적인 변화가 있었고 이것은 데이비드 두렛(David Doolette)박사와 미 해군 실험 다이빙 팀 (NEDU = Navy Experimental Diving Unit)의 역할이 매우 크다.

2015년 5월에 이들이 발표한 “트라이믹스(He, N2, O2) 바운스 다이빙이 헬리옥스(He, O2) 다이빙의 감압 보다 효율적이지 않다 – Decompression from He-N2-O2 (TRIMIX) Bounce Dives Is Not More Efficient Than He-O2 (HELIOX) Bounce Dives“라는 실험 결과에 따르면 지난 80년간 사용해 왔던 미해군의 헬리옥스(heliox) 테이블을 신뢰할 수 없는 결과가 나왔다고 밝히고 있다.

실험 결과에 따르면 바운스(일반적인 다이빙의 형태) 다이버가 필요로 하는 감압은 전적으로 다이빙 시간, 수심 그리고 산소 부분압(PO2)에 따르며 호흡 기체의 헬륨/질소 함량과는 관계가 없다고 했다.

다시 말해 그 동안 “헬륨 페널티”라 우리가 알고 있던 추가적인 감압 정지와 감압 시간이 불필요하다는 의미가 된다.

딥 다이빙, 헬륨 함량과 페널티

현재 테크니컬 다이빙에서 사용되고 있는 대부분의 감압 테이블, 다이빙 컴퓨터, 감압 소프트웨어의 알고리즘이 기체의 헬륨 함량이 증가할 수록 감압 시간도 증가된다.

“헬륨 페널티”가 허구라고 하면 이렇게 추가되는 딥 스탑(deep stop)과 감압 시간의 증가가 오히려 감압병의 위험을 더 높일수도 있다는 의미이다.

이러한 알고리즘의 추가적인 감압 계산은 그동안 공기보다 가벼운 헬륨이 질소 보다 몸에 흡수되는 속도가 빠르다고 믿어왔기 때문이다(불만 알고리즘의 경우 2.65배 빠르게 계산).

현재의 감압 알고리즘이 헬륨 페널티를 어떻게 적용하는지 실제 감압 소프트웨어를 사용해서 확인 해 보았다.

폐쇄식 재호흡기로 100미터 20분 버텀 타임의 다이빙을 각각 10/65 트라이믹스와 10/90 헬리옥스 희석 기체를 사용하는 것으로 하고 VPM 알고리즘으로 플랜을 만들어 보았다.

100m, 폐쇄식 재호흡기 다이빙, 희석 기체 TX 10/65

TX 10/65는 총 런타임이 152분이고 20분 버텀 타임후 최초 딥스탑이 75미터부터 시작된다. 자세한 플랜은 링크 참고.

100m, 폐쇄식 재호흡기 다이빙, 희석 기체 10/90 헬리옥스

동일한 조건에서 10/90 헬리옥스 기체를 사용하는 경우 총 런타임이 204분으로 늘어나고 딥스탑은 81미터부터 시작된다. 자세한 플랜은 링크 참고.

이와 같이 헬륨 페널티로 인해 첫번째 감압 정지 수심이 상대적으로 깊어지고 (이론적으로 뇌 또는 척수 같은 빠른 조직 구획의 헬륨 과포화를 상쇄하기 위함) 그
사이 느린 조직 구획은 불활성 기체가 계속 축적되고 있는 상태(on gassing)가 되어 결국 전체 감압 시간이 늘어난다.

참고: 재호흡기 다이빙의 경우 헬륨 함량이 많아질수록 대심도 다이빙에서 더욱 유리하다. 질소 마취가 없고 호흡 저항이 줄기 때문이다. 관련글 참고.

단서와 실험

그동안 “헬륨 페널티”가 허구라는 단서가 종종 있었는데 그중에 GUE(Global Underwater Explorers)의 Woodville Karst Plain 프로젝트(WKPP)중 Wakulla Springs에서 시행한 깊은 수심의 장시간 다이빙에서도 나타났다.

이에 대해 GUE의 CEO이자 설립자인 Jarrod Jablonski가 헬륨 함량과 독립적인 감압을 실시하였다고 밝혔으며 그동안 어떤 테크니컬 다이버들은 다이빙 컴퓨터에 실제 사용하는 기체의 헬륨 함량보다 수치를 적게 입력하므로서 감압 시간을 줄이기도 하였다.

가장 명백한 증거는 WKPP 멤버이며 케이브 탐사가인 데이비드 두렛 박사가 2000년대 초반에 애들레이드 대학에서 진행한 동물 실험이며 결과는 다음 링크에서 찾을 수 있다. PDF 자료

이 실험 결과 자료는 2014년 12월에 발표되었으며 질소와 헬륨간에 축적과 배출의 차이가 없다는 것이 주된 내용이다.

2015년에 발표된 결과를 이끌어낸 NEDU의 실험에서는 미해군 다이버가 MK-16 재호흡기와 풀페이스 마스크를 착용하고 12/44 트라이믹스 기체와 12/88 헬리옥스를 사용하였다.

NEDU의 해양 시뮬레이션 시설에서 이들은 200피트(61미터)와 동일한 압력을 가한후 40분 동안 머물고 MK-16 고정 PO2 재호흡기 트라이믹스 테이블(아래표)에 따라 119분 동안 감압을 시행한 후 감압병 증세를 모니터링 하였다.

MK-16 재호홉기 트라이믹스 테이블 / 200피트 40분 버텀 타임

NEDU의 데이터베이스에는 여러가지 기체를 사용한 다이빙 기록이 약 3천여건 있으며 이것을 바탕으로 감압병의 확률을 추정하고 있는데 이에 따르면 실험을 진행 했을때 트라이믹스 기체 사용 다이버는 2.14%, 헬리옥스 다이버는 5.56% 확률로 감압병 증상이 나타날 확율이 있다고 예측했다.

하지만 실제 실험 결과는 반대가 되었는데 10주간 32명의 다이버들이 50회의 헬리옥스와 46회의 트라이믹스 다이빙 실험을 진행한 결과 2회의 감압병 증상이 트라이믹스 다이버에게 발생되어 실험은 중단되었다.

이러한 결과를 바탕으로 NEDU는 미해군이 사용하는 알고리즘에 변화를 주게 될 것이라고 한다.

그래서 결론이 뭔가요?

크게 보아서는 앞으로 테크니컬 다이버들의 헬리옥스를 사용하게 될 것이다. 헬리옥스는 명백하게 트라이믹스 보다 좋은 선택이며 재호흡기 다이빙의 희석 기체로 선호 될 것이다.

대심도 개방식 호흡기 다이빙(이걸 아직도 하나요?)의 경우 무시무시한 헬륨 가격 때문에 트라이믹스에 머물 가능성이 많다.

“어떤 알고리즘으로 헬리옥스 다이빙을 할 것인가?”라는 문제는 해군이 현재 사용하고 있는 Mk-16 MOD1 테이블이 한가지 가능성이지만 이 역시 헬륨 페널티가 포함되어 있다.

결국 NEDU 또는 Duke(듀크) 대학교에서 제대로된 헬리옥스 알고리즘을 발표하고 다이빙 컴퓨터 회사들이 이것을 적용할 때 까지 기다리는 수밖에 없다.

불행하게도 이것은 하루밤 사이에 일어날 수는 없는 일이다.

참고

이글은 쉬어워터사의 웹사이트에 “Michael Menduno”가 작성한 “Eliminating the helium penalty“라는 글을 참고하여 작성하였습니다.

본인은 이 글로 발생할 수 있는 어떠한 결과에도 책임이 없을을 알립니다.

2 Replies to “감압 다이빙에서 헬륨 페널티가 필요한가?”

  1. 잘 읽어 보았습니다. 안그래도 비싼 헬륨인데 소비가 늘어나면 가격이 더 오르겠는데요……. ㅎㅎ
    분문의 내용이 반영된 감압소프트웨어가 나오기 전까지가 문제군요. 여태까지 문제 없었으니 기존 그대로 사용하면 된다고 할지 모르지만 그러기엔 좀 그렇고…..

    1. 본문에도 썼지만 무지막지한 헬륨가격은 재호흡기로 하면 그나마 할만합니다. 앞으로는 그래야 할것 같구요.

      내용을 가만 보면 사이먼 미첼 박사의 강연 내용중에 Bubble model(대표적으로 VPM)이 추가하는 딥스탑과 그에 따른 감압에 주의를 요한다고 했던 강의 내용과도 일치하는 내용들이 있습니다.

      https://youtu.be/UY61E49lyos

      현재로서는(저 개인적으로는) 불만 알고리즘에 GF값을 다이빙 플랜에 맞추어 쓰는것이 최선이라고 생각하고 있습니다.

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