ВОДОЛАЗНЕ ДЕЛО, галузь виробничої діяльності, пов'язана із зануренням під воду (часто на значну глибину, що здійснюється зазвичай за допомогою спеціального спорядження і дихальних апаратів) і охоплює аварійно-рятувальні та монтажні роботи.
Занурення поділяють на глибоководні і неглибоководному. Глибоководним вважається то занурення, після якого водолаз, повертаючись до водної поверхні, повинен через певні інтервали часу робити зупинки; занурення, після якого водолаз може відразу піднятися на поверхню, вважається неглибоководному. Максимальна глибина, з якою можна за один прохід вийти на поверхню, дорівнює 11 м.
Історична довідка. Свідоцтва про використання дихальних пристроїв при зануреннях під воду сходять до часів Аристотеля (до 4 ст. До н.е.), але перший практично придатний «скафандр» # 150; водонепроникна оболонка зі шкіри з об'ємом 1,7 м 3 повітря всередині неї, що дозволяє водолазу здійснювати вільні рухи, # 150; був винайдений в Англії на початку 18 ст. У 1819 А.Зібе запропонував те, що, ймовірно, виявилося прототипом сучасного глибоководного водолазного спорядження.
Зміни тиску. На земній поверхні на тіло людини діє тиск приблизно в 1 кг / см 2 (
0,1 МПа). Щоб водолаз зміг витримувати підвищений зовнішній тиск, важливо створити йому робочі умови, подібні в деякому відношенні тим, в яких він перебуває на землі. Це досягається подачею дихальної суміші під тим же тиском, що і тиск в навколишній воді. При цьому тиск в тілі водолаза і тиск зовнішнього середовища виявляються рівними.
Тиск води. При зануренні водолаза тиск на нього води зростає приблизно на 0,1 МПа з кожним десятком метрів глибини. До цього додається і атмосферний тиск.
Атмосферний тиск. Обсяг газу зменшується пропорційно збільшенню тиску на нього (при постійній температурі). На глибині в 10 м тиск вдвічі вище, ніж на поверхні, і газ займають там лише половину свого початкового обсягу (якщо знехтувати різницею температур). Тому подавати на таку глибину повітря потрібно, не тільки підвищуючи тиск, але і поставляючи його в подвійній кількості, щоб заповнити повітрям під водою той же обсяг, яку він обіймав при атмосферному тиску.
Важливість збереження достатнього обсягу повітря можна чітко уявити собі на прикладі виходу водолаза в воду з судна, яке знаходиться на заданій глибині. При цьому об'єм повітря в м'якому водолазному костюмі може так зменшитися, що повітря не заповнить жорсткого шолома. Тоді на тіло водолаза, загальна площа поверхні якого дорівнює приблизно 12 900 см 2. почне діяти сила в кілька тонн. Насправді занурення на малих глибинах небезпечніше занурень на великих глибинах. Так, при зануренні з поверхні на глибину 10 м зовнішній тиск подвоюється і об'єм повітря в водолазному костюмі стає в два рази менше, а при зануренні з 50-метрової до 60-метрової глибини зовнішній тиск зростає лише на одну сьому від початкового значення і так само зменшується обсяг повітря навколо водолаза. Коли водолаз каже, що йому доводиться працювати «як в лещатах», що означає, тиск всередині водолазного костюма менше тиску навколишнього води.
Газові суміші. При підвищенні тиску слід враховувати вплив окремих компонент дихальної суміші. Закон про парціальних тисках (закон Дальтона) визначає, що загальний тиск суміші газів дорівнює сумі тих тисків, які окремо мали б її компоненти, якби кожна з них одна займала весь об'єм суміші. При атмосферному тиску повітря являє собою суміш газів, що складається (за обсягом) з 79% азоту, 20,96% кисню і малих часток інших газів. Відповідно в загальному тиску 0,1 МПа суміші внесок від азоту (79%) дорівнює 0,079 МПа, а від кисню (20,96%) # 150; 0,02096 МПа. На глибині 40 м парціальний тиск кисню таке, яким воно було б в атмосфері, якби ми дихали чистим киснем. Облік парціального тиску кисню дуже важливий, так як при підвищеному тиску кисень токсичний.
Занурення без дихального апарату. При пірнанні без спорядження # 150; як це роблять ловці перлів # 150; людина цілком залежить від кількості повітря, яке він набирає в легені на поверхні, щоб під водою забезпечити рівність зовнішнього і внутрішнього тиску. Глибина, до якої може зануритися нирець, визначається різницею максимального обсягу легенів після вдиху і їх мінімального обсягу після найсильнішого видиху. Перед зануренням з поверхні нирець набирає в легені якомога більше повітря; коли він рухається вглиб, обсяг його легенів під дією зростаючого тиску води поступово зменшується, поки не дійде до того мінімуму, який буває на поверхні при найпотужнішому видиху. Якщо після цього нирець піде ще глибше, то може статися баротравми легенів.
Швидкість підйому з глибини. У тих випадках, коли підводник повинен швидко занурюватися, необхідно безперервно подавати йому потрібний потік повітря. Гази, що входять до складу повітря, проходять через організм водолаза і поглинаються тканинами тіла. При цьому кількість поглиненого газу пропорційно його тиску. Під час підйому до поверхні тиску води і дихальної суміші зменшуються і значення парціальних тисків газів, раніше поглинених тканинами тіла, стають вище їх значень в подається повітрі. При цьому потік газів надходить в кровоносну систему водолаза, яка транспортує їх в його легені для виносу з тіла. Якщо водолаз піднімається занадто швидко, то розчинені гази виділяються швидше, ніж видаляються з організму, і їх бульбашки в результаті закупорюють кровоносні судини. Повітряна емболія (кесонна хвороба) і являє собою результат згубного впливу подібних бульбашок (утворюються через різке зменшення зовнішнього тиску), які призводять до конвульсій.
Ступінчаста декомпресія. Глибоководні занурення стали можливі після експериментів за освітою газових бульбашок в кровоносній системі і видалення їх звідти, що проводилися вченими # 150; французом П.Бером (бл. 1880) і англійцем Дж.Холдейном (бл. 1910). Холдейн виявив, що бульбашки газу виділяються з розчину при зниженні тиску більш ніж удвічі. Це відкриття привело до розробки процедури, відомої під ім'ям ступінчастою декомпресії, відповідно до якої водолаз при спливанні робить зупинки заданої тривалості на певних глибинах. При цьому з кровоносної системи без шкоди для організму видаляються надлишки газів. Оскільки кількість газу, розчиненого в тканинах людського організму, залежить від глибини занурення і тривалості роботи під водою, час, необхідний для декомпресії при виході з конкретної глибини, залежить від часу, проведеного на ній. У зв'язку з цим було складено декомпрессионниє таблиці, де для кожної робочої глибини вказуються глибини зупинок і їх тривалість.
Водолазна техніка. Зазвичай водолазну техніку поділяють на глибоководну і неглибоководному. Глибоководна використовується практично при будь-яких зануреннях, коли необхідно забезпечити максимальний захист організму водолаза, тобто при рятувальних операціях у затонулих суден, їх підйомі і ремонті. Неглибоководному застосовується для водолазних робіт невеликого обсягу, наприклад, при проведенні оглядів або пошуку під водою в умовах хорошої видимості і помірної температури.