나이트 룩스와 산소내성

 

나이트 룩스와 산소내성

 

일반 공기 다이빙시 수심이 깊어짐에 따라 감압불필요 한계시간이 급격히 줄어드는 현실을 나이트록스를 사용함으로써 일반적으로 수심 18미터~40미터 사이에 감압불필요 한계시간이 EAD 컨셉트에 의해 길어지는 것을 알았다. 이것이야말로 공기 다이빙시 질소의 한계 때문에 위축될 수 밖에 없었던 다이빙이 나이트록스를 사용함으로써 얻어지는 최대의 이득인 것이다.

나이트록스 다이버에게 최고의 희소식은 EAD/PO2테이블이다. 이 테이블로 EAD 뿐만아니라 MOD 즉 산소 수심의 한계와 OTL 즉 산소시간의 한계까지 아무런 공식이나 계산없이 간단히 찾아 볼 수 있다.

오로지 EAD/PO2 테이블과 공기 다이브 테이블만 있으면 모든 것이 해결된다. 이것으로 연속 잠수시 재다이빙군을 찾아내 늘어난 잠수시간으로 다이빙 계획을 안전하게 세울 수 있다.('97년 5/6, 7/8, 11/12월호 참조)


--------------------------------------------------------------------------------

산소가 갖고 있는 문제들

나이트록스 다이빙 시에는 일반 공기 다이빙 때와는 달리 몇가지 특별한 사전 준비가 필요하다. 일반 공기 탱크와 나이트록스 탱크가 실수로 혼돈되지 않도록 확실하게 구별되어야 한다. 만약 어떤 다이버가 공기 탱크를 나이트록스가 들어있는 탱크로 오인하여 다이빙하였다면 무감압 한계시간을 초과 할 것이고 이것은 감압병의 위험에 완전히 노출되는 것이다. 반대로 나이트록스 탱크를 공기 탱크로 생각하고 다이빙을 한다면 산소 한계 수심을 넘는 깊은 다이빙 계획을 할 수 있으며 중추신경 산소 중독증에 걸릴 수 있게 될 것이다.



나이트록스 탱크의 표시

일반적으로 세계 다이빙 시장에서는 일반 공기보다 높은 비율(21%)의 산소를 포함하고 있는 나이트록스 탱크의 표시로 노란색 탱크의 목에서 4인치 두께로 녹색 페인트를 칠하고 그 아래쪽에 약 1인치 크기의 나이트록스라는 글자를 노란색으로 적어 넣는다.

또 다른 표시 방법은 페인트를 칠하지 않고 위쪽에 NITROX 또는 ENRICHED AIR NITROX 또는 SAFE AIR NITROX 라고 적힌 녹색의 밴드 스티커를 붙이기도 한다.


나이트록스 꼬리표(Tag)

나이트록스 탱크라는 표시가 분명하게 나타나야 됨은 물론이고 산소의 비율 또한 분명히 각 탱크마다 표시 되어야 한다. 지우고 새로 쓸 수 있는 반영구적인 스티커 또는 일회용 스티커에 다음과 같은 내용이 포함되어야 한다.

1. FO2 또는 O2%

2. MOD

3. 탱크의 압력

4. 산소 측정 날짜

5. 다이버의 싸인

6. 탱크의 씨리얼 넘버


기체분석과 충전소 로그

나이트록스 다이빙을 안전하게 실행하는데 중요한 사전 준비 중에 하나는 나이트록스 탱크의 산소함량을 직접 분석하거나 나이트록스 충전 전문가가 분석한 것을 확인 하는 것이다.

나이트록스 다이빙계에서는 탱크를 직접 소유하고 있든지 빌려서 사용하든지 분석만큼은 본인이 직접 실시하라고 강력히 요구하고 있다. 나이트록스 충전 로그도 충전소에서 기록해야 한다. 이 로그에는 다음과 같은 정보가 들어가야 한다.

1. 탱크 일련 번호

2. Mix(O2%)

3. 분석한 날짜

4. 충전압력

5. 다이버 이름, 교육받은 단체와 번호

6. 충전소의 충전 일련 번호

나이트록스의 분석과 기록은 직접 확인전에는 믿지 말아야 한다. 충전하는 방법이 여러가지가 있지만 일부 충전 방법에서는 정확한 믹스를 만들기가 기술적으로 쉽지 않다.

예를들어 어떤 나이트록스 다이버가 EAN36 이라고 적혀있는 탱크를 충전소에서 빌려왔다. 하지만 어떤이유로 EAN33이 충전되어 있었고 본인이 직접 분석하지 않은채 다이빙 계획을 세웠다. 그 다이버는 아마도 36%의 O2함량에 맞는 잠수 깊이 즉 깊은 수심을 피하는 대신 잠수 시간을 길게 잡을 것이다. 이경우 불행하게도 감압병의 위험에 처하게 된다.

다이빙전에 간단하게 탱크를 분석함으로써 문제점을 발견할 수 있고 다이빙 사고 또한 피할 수 있다. 분석한 믹스가 스티커에 적혀 있는 믹스와 약간의 차이밖에 없는 경우는 큰 문제가 없다. 그 이유는 EAD(대등공기 수심)가 산소 믹스의 변화와 똑같이 변하지 않고 어느 정도 믹스가 변동 되어도 EAD는 변동되지 않기 때문이다. 예를 들어 102피트 수심의 34%와 39%의 믹스에 대한 EAD는 똑같이 80피트이다. 그러나 이처럼 EAD는 변하지 않는다 할지라도 산소 한계 시간은 믹스의 변화에 따라 변한다.


산소분석기(Oxygen Analyzer)

산소의 믹스를 측정하는 기계를 산소분석기(Oxygen Analyzer)라 한다. 이 산소 분석기를 사용하는데는 몇가지 유의 사항이 있다.

1. 분석기의 전원 스위치를 켜고 나타나는 숫자가 대기중의 산소의 % 즉 20.95 또는
21이 되는지 확인한다. 만약 그렇지 않다면 조절 스위치로 조정한다.

아날로그식인 경우도 바늘이 21을 가르켜야 되며 읽을 때는 눈높이가 되도록 한다.

처음 사용할 때, 건전지를 교환했을 때, 건전지가 약해졌을 때는 100% 산소로
정확도를 측정해 본다.

2. 대부분의 산소 분석기는 부분압에 영향을 받는 관계로 센서에 높은 압의 탱크 기체가
세게 부딪치지 않도록 공기 흐름을 작게 한다. 정확한 비율을 알아 내기 위해 적어도
30초 이상 측정을 한다.

기체 주머니나 요크 또는 저압 호스 연결 후크를 사용하지 않을 경우 분석기 흡입 호스를 수평으로 탱크 밸브에 연결하여 밖의 공기가 벤튜리 작용으로 호스에 빨려 들어가지 않도록 한다. 기체가 흘러 나가는 쪽이 막혀 있으면 높은 숫자가 읽혀질 수 있다. 산소 분석기는 나이트록스를 분석할 때 ±1%의 오차를 허용한다.


산소의 내성(Oxygen Compatiblity)

산소는 인간에게는 약(Drug)으로 분류 되지만 한편으로 절단과 용접의 매질로도 사용한다. 다이버가 마시는 나이트록스는 어떤 성질의 기체이며 또한 다이버와 다이버의 장비에 어떤 영향을 미치는지 알아보자.


사람의 산소 내성

산소에는 다음과 같이 세가지 등급이 있다. 병원급, 조종사급 그리고 산업용급이다. 다이버가 사용하는 나이트록스에는 병원급 또는 조종사급이 사용된다. 이들은 모두 양질의 산소이지만 조종사급에는 고공의 낮은 온도에서 얼지 않도록 수분을 제거한 것이다. 어차피 압축공기는 많은 수분을 갖고있지 않기 때문에 조종사급의 산소가 나이트록스에 특별한 이점은 없다.

산소에 대한 인간의 내성

산소내성(Oxygen Tolerance)은 사람에 따라 다르고 같은 사람에게도 때에 따라 다르게 나타난다. 중추신경(CNS) 산소중독(Oxygen Toxicity)은 다이빙시 부분압이 1.6ATA보다 높은 산소를 마시거나 PO2에 대한 산소한계 시간을 넘었을 때 발생된다. 증세는 전신마비로 나타나는데 마비증세가 입에 물었던 레귤레이터 이단계를 놓치게 하여 물을 먹게한다. 이런 상태에서 상승하게 되면 공기 색전증이 발생된다. 어떤 경우든 사망에 이르게 된다.

CNS 산소중독을 피하려면 산소한계 수심이나 시간을 넘겨서는 안된다. 질소에 의한 무감압 한계는 산소 한계 시간 보다는 훨씬 짧다. 그래서 산소 중독은 산소 한계 시간을 넘겨 발생 되는 것 보다는 깊이를 넘겨 발생되는 경우가 월등히 많다.

절벽 다이빙 등 수심이 산소 한계 수심보다 깊을 경우 나이트록스 다이빙은 완벽한 부력조절 능력이 절대적으로 필요하다.

자연적으로 다이빙 싸이트의 수심이 산소 한계 수심보다 얕은 평평한 바닥으로 이루어져 있을 경우는 한계 수심을 넘겨 사고가 발생될 염려는 없다. 어떤 종류의 나이트록스를 사용하던지 NOAA의 산소 부분압과 최대 노출시간표 또는 EAD 테이블을 이용하여 산소의 한계를 넘기지 않도록 한다.


CNS 산소 중독

중추신경 산소 중독의 일반적 사전 증세는 다음과 같다.

1. 근육경련(Convulsions)

2. 시야 흔들림(Visual Disturbances)

3.귀울림(Euphoria; Ears Ringing or Hearing Music)

4. 메스꺼움(Nausea)

5. 입술, 턱, 코, 목의 경련(Twitching)

6. 흥분, 짜증(Irritability)

7. 어지러움(Dizziness)

상기한 종류의 증상이 나타나면 정상적인 상승 속도로 상승하여 산소의 부분압을 감소시키고 일반 공기로 빨리 바꿔 호홉한다.

산소 마비증세는 위에 열거한 약간의 사전 증세가 있거나 또는 전혀 경고 없이 곧바로 나타나기 때문에 특별한 구조가 불가능하다. 산소 마비 예방 방법은 중독의 사전 증세를 잘 파악하려는 것 보다는 한계를 미리 알고 그 범위 안에서 다이빙 하는 것이다.

CNS 산소 중독을 피하는 기본적인 두가지 룰은 다음과 같다.

1. 항상 산소 비율을 분석기로 직접 분석 한다.

2. 믹스에 해당되는 산소의 한계수심 및 시간을 넘기지 않는다.

부분압이 높은 산소를 장시간 사용할 때 폐 산소 중독이 발생된다. 이것은 산소로 장기간을 치료받는 환자에게 발생되며 리크레이션 나이트록스 다이버와는 무관하다.


장비의 산소 내성

오일이나 석유성분이 들어있는 바셀린이나 파라핀 등은 산소에 견딜 수 없다. 고압산소에 들어있는 조그만 양의 탄화 수소, 실리콘 그리스 그리고 오염물질 등이 발화를 일으킬 수 있다. 나이트록스를 위한 스쿠바 탱크와 밸브는 산소사용을 위해 청소를 해야된다. 그리고 산소에 견딜 수 있는 윤활유(Christo=Lube, Krytox, Tribolube)와 O-Ring(Viton A O-ring)으로 바꿔야 된다.

새 탱크를 나이트록스용으로 바꾸는 것이 바람직하다. 일반 탱크를 나이트록스용 탱크로 바꿀때에는 교육받은 전문 나이트록스 서비스 기술자가 하여야 된다.

나이트록스 육안 검사 스티커는 검사 또는 바꾼 날짜가 기재되어야 한다.

탱크, 밸브, 잔압계 그리고 호홉기는 40% 또는 그 이상의 산소 믹스를 사용할 경우에 산소 청소(Oxygen Clean)를 해야되고 산소에 견딜 수 있는 부품(Oxygen Compatible Material)으로 교환 되어야 한다. 이렇게 산소 청소가 된 장비들은 탄화수소가 제거된 나이트록스용으로만 사용하여야 한다. 산소나 나이트록스 사용을 위한 전환은 교육을 받은 나이트록스 서비스 전문가에 의뢰해야 하고 나이트록스 충전 또한 순수 산소를 다루는데 있어서 위험한 것들을 파악하여 피할 수 있는 전문가가 하여야 된다.


나이트록스 충전

일반공기는 21%의 산소가 들어있다. 산소의 퍼센티지를 늘여 나이트록스를 만들기 위해서 몇가지 방법이 있는데 이들 방법에는 장단점이 있다.

1. 기성 혼합가스 주문(Pre-mix)

미국에는 미리 믹스하여 대형 고압 용기에 담아 파는 전문 개스 공장이 있다. 예를들어 NOAA 나이트록스 1을 주문하여 필요할 때마다 다이버의 탱크에다 옮겨 담으면 간단하다. 시설투자가 가장적고, 믹스도 이미 분석 확인되어 있고, 불순물이 들어갈 기회가 없는 최고의 장점을 갖고 있다. 단점으로는 2400psi에서 3000psi로 압력을 올려주는 부스터 펌프와 나이트록스를 저장해 둘 여러 개의 스토리지 탱크가 필요하다. 주위에 개스 전문 공장이 없으면 불가능하다.

2. 부분압 방식(Partial Pressure Mixing)

대형 스토리지 탱크의 산소를 수학공식과 믹스 테이블을 이용하여 요구되는 압력 만큼 미리 탱크에 옮겨놓은 뒤 그 탱크에 일반공기를 압축시켜 넣는 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.

화재나 폭발의 위험을 없애기 위해 100% 산소가 접촉되는 모든 부분에 탄화수소 발생 방지를 위해 세심한 산소 청소를 하고 모든 부속들을 산소에 내성이 있는 것들로 바꿔야 된다. 이 부분압 믹싱 방법은 오일이 없는 공기로 믹스를 해야 해야 하기 때문에 오일프리 콤프레서(Oil Free Compressor)를 사용한다. 게다가 2중의 휠터를 이용하여 탄화수소를 완벽히 제거시켜야 된다.

순수산소를 사용함으로써 위험부담이 높은 것이 단점이며 매뉴얼 방법으로는 시간이 오래 걸리지만 자동 브랜딩 패널을 이용하면 신속하고 정확히 처리할 수 있다. 오일프리 콤프레서를 사용하지 않을 때는 충분한 용량의 휠터 장치가 꼭 있어야 한다.

3. 연속혼합방식(Continuous Blending)

NOAA가 1987년에 개발하여 사용하고 있는 시스템으로 스토리지로부터 나오는 산소가 믹싱 매니홀드를 통과하면서 공기와 합쳐 콤프레서로 들어가 산소와 공기가 동시에 압축되어 나온다. 높은 산소 믹스의 기체가 온도가 높은 고압콤프를 통과하게 되므로 산소 내성을 위해 오일프리 콤프레서가 요구된다. 초기에 투자가 큰 것이 단점이다.

4. 질소제거방식(De-Nitrogenated Air)

순수산소를 사용하는 것 대신에 멤브레인을 이용하여 공기중에서 질소를 추출해 산소의 농도를 높여 콤프레서를 통해 압축시키는 시스템이다.

순수산소를 사용하지 않아 시스템에 순수 산소접촉이 없으므로 탄화 수소의 발생과 화재, 폭발의 위험이 최소화 된다. 40% 이상의 믹스를 만들 수 없다는 단점도 있으나 산소 청소가 필수적으로 요구되지는 않는다. 게다가 일반 오일 콤프레서의 사용도 가능하다고 관련업체들의 홍보물에는 기재 되어 있지만 산소청소의 필요를 주장하는 단체들도 있다.

산소청소에 관한 각계의 의견

참고로, 현재 세계 나이트록스 다이빙계에는 산소 청소에 관한 논란이 계속 이어지고 있지만 어떤 의견의 합일점에는 도달치 못한 상황이다.

오일프리 콤프레서 제조회사 하이콤프(Hycomp)의 로버트 존스(Robert Jones) 사장은 ‘나이트록스는 순수 산소로 취급되어야 한다’고 주장하고 미국 압축 개스 협회(CGA; Compressd Gas Association), ASTM(American Society of Testing and Materials) 등 개스 업계 대부분의 의견 또한 ‘충분한 데이터는 갖고 있지 못하지만 발화의 원인이 안된다고 모든 것이 안전한 것은 아니다’라고 말하고 있다. 리크리에이션 나이트록스의 원조격 교육단체인 ANDI(American Nitrox Divers International)도
‘나이트록스는 산소로 취급 해야한다’고 주장하고 있다.

반면에 UBS(Undersea Breathing System)의 빌델프(Bill Delp)는 ‘40% 또는 그보다 적은 산소 비율의 나이트록스는 고압상태 또는 저압상태에 상관없이 공기와 같이 취급해도 된다’라고 말하며 발화는 10,000psi 이상 일때만 발생 된다고 주장 한다.

이것에 동조하는 구룹 또한 만만치 않다. OSHA(Occuaptional Safety and Health Administration), 미해군, 미해경(U.S. Coast Guard), NOAA 그리고 교육단체인 IANTD, TDI, 최근에 나이트록스를 커리큘럼에 넣은 PADI도 40%룰에 동조하고 있다. 즉 산소비율이 40%가 넘는 나이트록스 사용시에만 산소 청소를 해야한다는 것이다.

물론 40%가 넘는 산소를 사용하는 충전 시스템을 갖춘 충전소에서는 거기에 관련된 모든 장비의 산소 청소와 산소 내성 부속을 사용해야함은 변함이 없다.

그러나 다른 한편에서는 현재 사용하고 있는 콤프레서 시스템이 원래 규정대로 사용되는 업소가 20%밖에 안되고 있다는 주장이 있다. 콤프레서 작동 온도, 오일 교환, 흡입공기의 질, 게다가 휠터 교환 시기 등이 적절치 못하다는 것이다. 그러므로 여기서 나오는 나이트록스 기체에는 탄화수소, 발화 내지 불완전 연소로 인해 일산화탄소까지 생길 우려가 있다. 그래서 나이트록스 사용시에는 오일없이 작동되는 오일프리 콤프레서를 사용하던지 아니면 순수 산소 사용 룰에 따라야 한다는 주장이다. 그래서 스쿠바프로의 사장인 로버트 스트로스(Robert Stross)는 ‘일반 공기가 아닌 나이트록스는 무조건 산소로 취급 하여야 된다’며 유럽에서 시도하고 있는 완전히 다른 나이트록스용 밸브 시스템을 주장 하고 있다.

결국 최종적으로 DEMA(Diving Equipment Marketing Association)에서 나서야 된다는 의견이 분분하자 ’98년 1월 DEMA Show에서 생산업체, 교육단체, 특수 관련 집단 등이 모여 워크숍을 개최하려 한다. 즉 CGA, NOAA, 미해군 사이에서 방황하는 리크리에이션 나이트록스의 기준을 잡게 될 전망이다.

현재로서는 다이버가 이용하려하는 나이트록스 충전소에 대한 신뢰도를 직접 평가 하는 수 밖에 없다 하겠다.