프리다이빙에 있어서 가장 기초적인 지식인 '수압'과 '기체의 부피' 간의 관계를 살펴보겠습니다. 프리다이빙의 호흡과 관련된 가장 중요한 내용이므로 알아두면 좋습니다.
수압 - 물의 무게, 기체를 압축시킨다.
우리가 물속에 들어가서 수영을 할 때는 잘 느끼지 못하지만, 주변 물의 무게는 우리의 온몸을 누르게 됩니다.
우리 몸을 둘러싼 물의 무게가 곧 수압이고, 이 수압은 액체를 압축시키지는 못하지만 기체를 압축시킬 수 있습니다.
우리가 지상(해수면 0 미터)에 있을 때의 신체가 받는 압력을 1 기압(1 Bar)이라고 기준을 정해두고 있습니다.
물의 무게는 그 밀도(소금물인지 담수인지)에 따라 미세한 차이가 있지만, 10미터를 내려갈 때마다 1 기압씩 압력이 증가됩니다. (바다 표면 1 기압 + 10미터 1 기압 = 2 기압) 그리고 이 증가하는 압력은 우리의 몸을 누르기도 하지만, 무엇보다도 '기체'를 강하게 압축합니다.
그래서 우리 몸 속의 텅 빈 공간인 '폐' 속의 기체 부피가 줄어들면서 폐가 줄어들기 시작합니다. 우리가 일반적으로 수영을 즐기는 수영장의 깊이는 약 1.2~1.8미터 내외이기 때문에 일반적으로 이런 압력을 잘 느끼지는 못합니다. 하지만 프리다이빙으로 깊은 물속에 들어가기 시작하면 이런 압력을 느끼게 됩니다.
수심에 따른 압력을 계산하는 방법은 다음과 같습니다.
| 수심 | 압력 | 공기의 부피(폐의 부피) |
| 0 m (지표면) | 1 Bar | 1 (100%) |
| 10m | 2 Bar | 1/2 (50%) |
| 20m | 3 Bar | 1/3 (33%) |
| 30m | 4 Bar | 1/4 (25%) |
| 40m | 5 Bar | 1/5 (20%) |
수심 10m 를 더 내려갈 때마다, 기압은 1씩 더해지고 기체는 압축되면서 기압의 역수(1/기압)만큼 줄어듭니다.
지표면에서 나의 폐가 100%상태라면, 수심 10m에 도달하면 1/2(50%)로 줄어드는 것입니다. 이와 반대로 압력이 줄어들기 시작하면 기체는 팽창합니다. 고도가 높아지면 공기 주입이 없어도 풍선이 터지는 원리가 이것입니다.
수압에 따른 기체의 분압
수압이 높아지면서 압력이 강해지면 기체의 농도도 달라집니다. 대기의 산소는 약 21% 정도입니다. 지표면에서 1리터의 공기를 마시면 약 210ml의 산소가 몸속에 들어왔다 나가게 되죠.
하지만 수심 10m 지점에서 똑같이 1리터의 공기를 마신다면, 지상에서 2리터의 공기를 마신 것과 동일합니다. 압력으로 인해 기체가 압축이 된 상태이기 때문입니다. 즉, 마신 양은 1리터로 똑같지만, 420ml의 산소를 마신 것과 동일한 농도를 얻게 되는 것입니다.
79%에 해당하는 질소 역시 마찬가지로 농축되어 우리 몸 속에 들어오게 됩니다. 이것이 바로 '스쿠버 다이빙'에서 가장 조심해야 하는 '감압병'의 원리입니다. 혈관에 녹아든 너무 많은 양의 질소와 산소가 혈관에서 부풀어 올라버리는 것이 '감압병'입니다.
물속에서 숨을 쉬지 않는 프리다이빙과는 달리, 물 속에서 호흡을 하는 스쿠버 다이빙은 오랜 시간 물 속에 있으면서 고농도의 질소와 산소를 호흡하게 됩니다. 여기까지는 괜찮지만, 지표면으로 돌아오면서 문제가 발생할 수 있습니다.
바로 몸속에 녹아든 질소와 산소가 팽창하면서 혈관이 부풀어 올라 버리는 것이죠. 그래서 더 깊은 수심으로 내려가는 스쿠버 다이빙을 할 때에는 '안전정지'를 반드시 수행하는 것입니다.
프리다이빙을 할 때 고려해야 하는 것
프리다이빙에서는 물속에서 호흡을 하지 않기 때문에 감압병을 크게 걱정하지 않아도 됩니다. 하지만, 폐의 용적이 수심과 반비례로 줄어든다는 사실을 알고 있어야 합니다.
그래야 나중에 더 깊은 수심에 도전할 때 예상되는 필요 산소 등을 계산할 수 있기 때문입니다.
프리다이빙에서는 감압병을 우려하는 비행기 탑승 금지가 적용되지 않습니다. 다만, 너무 많은 다이빙을 한 경우에는 개인의 피로도에 영향을 받을 수도 있기 때문에, 어느 정도 휴식을 취하는 것을 권장합니다.
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