오픈워터다이버-수면과 수중에서의 압력과 미치는 영향

스킨스쿠버를 시작하기 위해서는 대기중과 수중에서 압력이 산체에 어떤 영향을 주는지를 알아야한다.  현재 육상에서는 모든 방향에서 골고루 누르기 때문에 몸에 가해지는 압력의 영향을 느낄수 없을 것이다. 그러나 대부분의 사람은 비행기를 타거나 등산을 할때 이런 압력의 영향을 느끼게 된다. 귀에서 "뽁"하는 소리가 나면서 이런 느낌을 받게 될 것이다. 이런 현상은 상대적으로 미약한 압력 변화에 대한 신체 적응을 보이는 것이다. 

어쩌면 수중에서 압력의 변화에 대한 신체의 적응을 경험해 보았을 수 있다. 수영장 바닥으로 내려갔을 때 귀에서 어떤 불편함을 느껴본 적이 있는지? 이 불편함은 수함이 높아지면서 고막이 영향을 받기 때문에 생긴다. 이제 보다 깊이 10m 심지어 20m 아래로 내려가려면 어떠할때 상상해 보자.  불편함이 통증을 일으키고 심하면 상해을 입을수도 있다. 상해를 피하기 위해서는 하강시 즉각적으로 나타나는 압력의 변화와 그것이 산체에 미치는 영향에 대해서 알고 있어야 한다. 

공기와 물의 무게

우리는 공기의 무게가 리터당 1.29그램이라는 것을 알고 있다. 1㎠에 수면에서 90,000m 혹은 그이상 높이까지의 모든 공기의 무게인 1atm(대기압)은 압력 1bar와 같다. 우리는 이 공기 압력이 신체에 균등하게 적용되고 있기 때문에 보통 기압을 느끼지 못한다.  압력은 주어진 단위당 가해지는 힘이라고 정의하고 미터식에서는 bar, 피트식에서는 psi 혹은 atm으로 표기한다. 보통 압력을 atm 수치로 생각하고 있다. 그러나 우리는 수중 환경에 들어가면 바로 압력의 변화를 느끼게 된다. 민물과 바닷물은 공기에 비해 월등하게 무게가 많이 나간다. 민물은 1L당 1kg, 바닷물은 1.025kg정도 된다. 이것은 물이 공기에 비해 꽤 심각한 차이를 보여서 약 800배 정도 무겁다는 것을 의미한다. 바닷물에서는 10m, 민물에서는 10.2m의 짧은 거리에서 1atm(1bar)의 변화가 나타난다.  바닷물에서 10m가 또는 민물에서 10.2m가 길어질때마다 우리 신체에는 또 추가적인 1기압이 가해진다. 

절대압과 게이지압 

절대압은 주변압이라고 부르는데 어떤 물체에 가해지는 전체암을 나타낸다. 절대압은 수면위의 대기가 나타내는 1atm(1bar)에 수중에서 추가로 가해지는 압력을 더해서 구한다. 절대압은 bar로 표기한다. 

게이지 압은 게이지에 나타나는 압력을 지칭한다. 게이지 압력은 1bar에서 0을 나태내기 때문에 절대압에서 1bar를 빼면 구할수 있다. 게이지압은 bar로 표기한다. 

해수면에서 절대압은 1atm 혹은 1bar가 된다. 게이지 압력은 0이 된다. 

바닷물에서 1m를 하강하면 압력은 0.1bar증가한다(10m에 1bar)

압력 관련 상해 

압력 관련 상해는 주변압과 신체의 공기 공간 혹은 우리 몸과 접촉해있는 공기 공간 사이에서 충분한 압력 편차가 존재할 때 발생한다. 우리의 신체는 75%가 물로 이루어져 있고 물은 압력 변화에 영향을 받지 않는다. 물속에서 스포츠 다이버의 물로 된 조직은 압축이 될 수 없다. 이것은 압력이 올라가거나 내려가도 변함이 업삳는 것을 의미한다. 그러나 공기는 압축된다. 신체에 있는 공기 공간은 (페로부터 치료 후에 생기는 작은공간까지) 압력이 증가하거나 감소되면 압축이 되거나 팽창이 된다. 

보일의 법칙(Boyle's Law)

보일의 법칙은 온도가 일정할 때 유연한 용기에 담긴 공기는 절대압의 변화와 반비례하고 밀도는 비례한다는 것이다. 다이빙에서의 경우 보다 쉽게 설명하면 당신의 신체 속에 들어있는 고익 공간은 수압이 증가할때 그 부피가 감소한다. 반대로 수압이 감소하면 공기 공간은 부피가 증가한다.  다시말해, 압력이 증가하면 부피가 감소하고 압력이 감소하면 부피가 증가한다. 

f(x)   P1 x V1  = P2 x V2

P1 = 시작압력

V1 = 시작부피

P2 = 마지막 압력

V2 = 마지막 부피

이 공식을 사용하여, 수중에서 증가하는 압력에 따른 유연성 있는 용기에 담겨 있는 공기의 부피를 측정할 수 있다. 

0m와 10m에서 나타나는 상대적인 부피의 변화를 유의한다. 이것은 당신의 수면 아래로 하강을 시작하자마자 압력 변화에 대해 대응할 필요가 있다는 것을 의미한다. 신체의 공기 공간은 내부에 공기를 넣어주어서 주변압으로 평형하지 않으면 하강 시(압력이 증가하면) 압착을 일으킨다(부피가 줄어든다.)

이제 수압의 변화와 그 변화가 신체에 미치는 영향에 대한 과학을 이해했으면 다이빙을 할때 나타날수 있는 압착의 다른 유형과 그에 대응하는 방법에 대해 더 알아보자. 

 

압력 평형은 압력의 불균형으로 인해 나타나는 소위 압착으로부터 우리를 보호하기 위한 것이다. 압착은 항상 불편함을 초래하고 즉시 해소해주지 않으면 조직의 손상으로 이어질수 있다. 당신은 압착이 올수 있는 귀. 부비동, 폐, 치아 및 내장 등의 신체 내 각 공기 공간에 대해 적절한 압력 평형 요령 더 자세히 배울 것이다. 

 

귀

귀는 외이, 외이도, 고막, 중이, 내이,이관(유스타키오관)등으로 구성된다. 고막은 내이외 중이를 외부 환경(공기 혹은 우리의 경우 물)으로부터 보호해주는 상대적으로 얇은 막이다. 이 막과 그 결체 조직이 압착에 가장 예민하다.

내이와 중이는 청력과 균형을 담당하고 있다. 중이와 내이를 연결하는 구조로는 인체에서 가장 얇은 두개의 막인 난원창(Oval Window)과 정원창(Round Window)이다. 정원창의 막이 파열되지 않게 하기 위해서는 압력 평형을 할때 부드럽게 시행하라고 배운다. 막내 손상이 가는 경우 내이액이 내이로부터 중이로 흘러 나오게 된다. 이 경우 귀에서 이명 혹은 시끄러운 소리가 들릴 수 있고 심지어는 난청이 올수도 있다. 또한, 원창의 파열은 극심한 어지럼증과 구토 혹은 이런 여러가지 증상이 수중에서 나타나면서 위험한 상태로 이어질 수도 있다.  이관(유스타키오관)은 인후에서 내이로 연결되어 공기가 지나갈수 있는 통로이다. 따라서 이관은 압력 평형 과정에서 매우 중요하다. 

다이버가 하강할때 외부(물) 압력이 증가하면서 고막을 안으로 밀어 넣기 시작한다. 다이버가 중이강 속으로 이관을 통해 공기를 밀어 넣어주지 못하면 귀에 압착이 발생할수 있다. 귀의 압착(공기성 중이염 혹은 압력성 중이염)은 쉽게 인지하고 예방할 수 있다. 이것은 수심이 얕은 수영장에서 아래로 내려갔을 때와 동일한 불편함(통증)이다. 이 불편함 혹은 통증은 고막과 연관 결체 조직이 스트레스를 받고 있다는 첫 증상이다. 고막이 파열되기 전에 통증이 먼저 나타나고 이는 어떤 조직의 손상이 이미 진행되고 있다는 징조이기도 하다. 그러므로 압력 평형을 시작하기 위해 통증이 나타나는 것을 기다릴 필요가 없다. 불과 수심 1m에서 0.1bar의 압력 편차로도 상해를 입을 수 있다. 30cm에 해당하는 얍력이 추가되면서 고막 천공을 일으킬수 있는 것이다. 고막이 천공되었을때 가장 먼저 나타나는 결과는 청력 소실과 물이 중이로 들어가서생기는 현기증이다.  귀의 압착은 보통 하강할때 생기고 상승시 생기는 경우는 거의 드물다. 상승시 귀가 아프면 즉시 상승을 멈추었다가 서서히 상승을 계속한다.  다이빙 후 귀의 통증이 지속되거나 외이도에 혈액이 보이면(고막 천공의 징후) 귀에 아무것도 넣지 말고 의사의 진찰을 받도록 한다. 

 

부비동 

부비종에는 4쌍이 있는데 전두동, 상악동, 사골동 및 접형동이 있다. 부비동은 두개골 속에 빈 공간으로 공기가 들어 있다. 부비동은 두개골을 가볍게 만들고, 우리가 호흡하는 공기를 보온하고 습기를 조절해주고 음성의 공명을 만들어 준다. 부비동의 내부는 점막으로 덮여있고 충열이나 자극에 의해 막힐 수 있는 좁은 자연개구관으로 비강에 연결된다. 

부비동압착(공기 부비동염)은 코의 충혈로 인해 공기가 다이버의 부비동에 갇힐 때 발생할수 있다. 하강하면 압력이 증가하면서 부비동의 점막을 파열시킬 수 있다. 이 경우 부비동 속의 공기가 압력 평형의 과정에 나타나는 혈액과 조직으로 대치되는 것이다. 부비동 압착의 첫 징후는 보통 심한 통증이나 찢어지는 듯한 감각이 눈 위에서 느껴지는 것이다. 이 통증을 무시하고 계속 하강해서 압력이 높아지면 조직의 손상이 발생하고 다이빙을 마친 후 코에서 피가 날수 있다. 대부분 다이버는 부비동 압착을 경험하게 되는데 꼭 병원 치료를 받을 필요는 없다. 그러나 통증이나 충혈이 계속된다면 의사의 진찰을 받아야 한다. 부비동 압착은 감기나 충혈이 있을 때 다이빙을 하지 않음으로써 쉽게 예방할 수 있다. 의사와 상담하고 약을 먹고 다이빙을 할 것이라는 것을 의사에게 설명하지 않은 경우 절대 비충혈제거제를 복용하고 다이빙을 해서는 안된다. 

 

폐

폐 압착(흉곽 압착)은 스쿠버 다이빙을 할 때는 나타나지 않지만 스노클링이나 프리다이빙을 할 때 나타날수 있다. 폐에 공기를 넣지 않고 불과 1-2m만 하강하더라도 수압에 의해 폐속의 잔존 공기가 압착될 수 있다. 이경우 폐벽이 허물어지거나 수심이 더 깊어지면 폐의 내부 점막이 파열되면서 혈액과 액체가 압력 평형의 과정에서 폐 속으로 들어갈수 있다. 

프리다이비응 할 때 하가하기 전에 대기 중의 공기fmf 폐에 가득 채우고 20m보다 얕은 수심에서 머물고 수면에 도착할 때까지 공기를 내뿜지 않아 폐 압착은 쉽게 예방할 수 있다.  프리다이빙 중 하강하기 전 정상적인 호흡을 함으로써 폐압착을 쉽게 예방할 수 있다. 

 

장비의 압착

장비와 관련되는 압착은 두가지가 있는데 하나는 마스크 압착, 다른하나는 슈트 압착이다. 

마스크 압착은 마스크의 코와 눈 주위에 견고한 공기 주머니를 만든다. 모든 압착과 마찬가지로 마스크 속의 압력이 증가하면 부피가 감소하고 공기가 얼굴을 향해 압착을 일으키게 된다. 눈과 주위 조직은 주변압의 혈액 공급을 받고 있기 때문에 혈류 속에 압력의 편차가 생기면 표면 모세혈관의 파열을 초래할 수 있다. 통증이 심하지 않지만 눈이 빨개질수 있고, 심한경우 시신경이 손상을 받아서 눈이 멀 수도 있다. 마스크 압착을 경함한 다음 시력의 장애가 발생하면 즉시 의사의 진찰을 받아야 한다.  마스크 압착은 쉽게 예방할수 있다. 마스크를 얼굴에 잘 맞추는것과 하강중 마스크 속으로 가끔 숨을 내쉬어 주면 된다. 

수트압착

슈트의 압착은 드라이슈트를 착용하거나 잘 맞지 않는 웻슈트를 사용하는 다이버에게 잠재적으로 나타날수 있다. 드라이슈트를 착용하면 항상 약간의 공기가 몸과 슈트 사이에 모여 있게 된다. 하강을 시작하면 드라이슈트가 압착을 일으키고(압력이 증가하면 부피가 줄어들기 때문에) 공기가 군데군데 모이게 된다. 슈트 속의 주름과 겹치는 곳에서 피부를 꼬집어서 그곳에 적색 반점이 생기거나 멍이 들게 된다.  특별한 치료를 하지 않아도 수일 내에 표시가 없어지기 때문이다.