[스킨스쿠버 이론강좌] #2 스쿠버다이빙과 압력

[스킨스쿠버 이론강좌] #2 스쿠버다이빙과 압력

 

 안녕하세요, 지난 첫번째 스쿠버다이빙 이론 시간에 부력에 대해 배워보았습니다. 부력은 그야말로 스쿠버다이빙 존재의 이유나 마찬가지 입니다. 그렇다면 또 스쿠버 다이빙과 밀접한 또 하나의 물리법칙 압력. 오늘은 압력에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 우리는 항상 일상생활에도 압력에 대한 용어를 많이 사용합니다.  예를 들면 일기예보에서 대기압, 혹은 부엌에 압력밥솥, 안마 할 때 지압을 해준다고도 하죠. 

 즉 압력 壓力은 누르는 힘입니다.

 우리는 항상 압력에 노출되어있습니다. 어떤 압력인가 하면 바로 대기압이죠.   아마 학교다닐 때 공기의 무게를 측정해본적이 있을 것입니다. 그냥 풍선과 바람이 가득찬 풍선의 무게를 비교해보면 당연히 공기에도 무게가 있기 때문에 바람이 가득찬 풍선이 무겁다는 사실은 이미 알고 계시겠죠.   즉, 공기는 항상 우리에게 압력을 가하고 있지만, 우리가 대부분은 잘 느끼질 못합니다.  공기의 무게를 떠올려보면 알 수 있듯이 공기가 가하는 압력이란 극히 미미하기 때문이죠.

 하지만, 특정 상황에 마주하면 우리는 그 압력을 느끼게 되죠.  여러분이 비행기를 타거나, 높은 산에 올라가면 흔히 귀가 먹먹해지는 현상을 느끼셨을 것입니다.  바로 여러분 인체 내 공기공간의 압력과 외부의 압력이 달라졌기 때문인데요.  우리 인체의 몇 곳에는 공기 공간이 있어 압력의 변화를 느낄 수 있는데 바로 귀, 부비동, 폐가 있습니다.  한번 높은 산에 올라가거나 비행기를 탔을 때를 떠올려보세요. 귀가 먹먹해지죠?

 벌써 귀가 압력의 변화를 느꼈기 때문입니다.

 그러면 여러분들은 다들 어떻게 하시나요? 

압력변화에 민감한 귀

압력변화에 민감한 부비동 

압력변화에 민감한 폐

 [인체의 공기공간이 3대장 귀,부비동,폐 ]

 아마 대부분, 침을 삼킨다거나, 턱을 움직인다거나, 코를 막고 코에 흥~~ 하고 바람을 넣어 귀로 공기가 나가면서 뽕~ 하는 느낌을 받으셨죠?  바로 그 방법이 우리의 인체와 외부의 압력을 같은 압력으로 만들어주는 이퀄라이징(압력평형)이라는 방법입니다.

 [ 이거 한번도 안 해보신 분들이 있을까요? 다 할 줄 아시죠? ]

 여러분은 이미 스쿠버다이빙의 아주 중요한 기술을 하나 알고 계신 것입니다.

 

 자, 물이 무거울까요? 공기가 무거울까요?

 당연히 물이 무겁습니다.

 무게가 가벼운 공기의 압력에도 이렇게 압력의 변화를 느낄텐데, 당연히 물의 압력, 즉 수압은 더욱 큰 반응을 하게 되겠죠. 여기서 많은 비다이버들이 항상 묻는 질문 중에 하나에 대한 대답을 해드릴 것입니다.

 " 수압 때문에 몸 눌려서 터지면 어떻게 해요? "

 

 음, 물의 압력 수압은 정말 여러분 생각대로 엄청나게 큽니다. 깊으면 깊을 수록 더 커지죠. 그런데 신기하게도 인간이 다이빙 하다가 수압으로 터지는 일은 없다고 보시면 됩니다. 일단 인간이 다이빙 가능한 수압이 인간을 터트릴 정도의 수압이 되지 않을 뿐더러 인간의 신체는 압력을 골고루 분배해주는 액체로 대부분 구성되어 있기 때문입니다.  하지만 수압은 공기의 압력과 마찬가지로 인체 내부의 공기공간 (기억하시죠? 귀,부비동,폐)에서 만큼은 엄청난 위력을 발휘합니다.  그렇기 때문에 지금부터 설명하는 이 압력에 관한 것이 다이빙을 배움에 있어 아주 중요한 역할을 하게 됩니다.

 

 우리는 해수면, 즉 지표에서 항상 공기의 압력에 눌려있습니다. 이 압력을 우리는 1기압으로 정해놓습니다. 이 것을 또 다른 표현으로는 1 BAR(바)라고 합니다. 우리는 항상 1기압,1바에 해당하는 압력을 받고 있는 것입니다.

 그리고 이 압력은 물에 들어가면 수심 10미터 마다 1기압씩 증가하게 됩니다.

 정리하면 다음과 같습니다.

 수심 0 M ( 해수면, 지표면 )  = 1 대기압

 수심 10M = 2 대기압

 수심 20M = 3 대기압

 수심 30M = 4 대기압

 수심 40M = 5 대기압

 어때요? 간단하죠. 항상 1대기압인 우리는 수심 10미터마다 1기압씩 증가하는 압력을 받게 된다는 얘기입니다.

 자, 그럼 이 압력은 어떤 역할을 하게 될까요?

 재밌게도 이 압력에 따라 공기부피와 밀도도 다르게 변합니다.

 간단한 원리이죠.

 예를 들어 아까 풍선의 예를 들었는데 공기가 가득 찬 풍선을 물 속에 끌고 가지고 내려갔다고 가정해봅니다. 

 1대기압에 노출되있던 풍선은 수심 10M로 가면 2대기압의 압력을 받게 됩니다. 

 그렇다면 압력 즉, 눌러지는 힘을 받은 것이죠. 그러면 풍선 부피는 어떻게 될까요. 줄어 들 것입니다. 밀도는 어떻게 될까요? 분명 풍선 내부의 공기는 그대로 있는데 부피가 줄어들어 서로 밀착이 되어있을테니 밀도는 올라가겠죠.  이해 가시죠?

 위에 있는 대기압에 따라 정확하게 다음과 같이 부피와 밀도는 변화합니다.

 수심 0 M ( 해수면, 지표면 )  = 1 대기압 , 공기부피 1 , 공기밀도 1

 수심 10M = 2 대기압 , 공기부피 1/2 , 공기밀도 2

 수심 20M = 3 대기압 , 공기부피 1/3 , 공기밀도 3

 수심 30M = 4 대기압 , 공기부피 1/4 , 공기밀도 4

 수심 40M = 5 대기압 , 공기부피 1/5 , 공기밀도 5

 신기하죠?

 즉, 풍선을 (안터진다고 가정하고) 수심 40미터로 가지고 내려가면 원래 부피의 1/5이 되며, 자연스럽게 그 안에 공기들은 작은 공간에 머물러야 하기 때문에 밀도가 5배가 올라가게 되는 것이죠. 약간 복잡한듯 하지만 쉽게 이해가 되실 겁니다.  

10미터 마다 기압은 1씩 증가
공기의 부피는 기압에 비례해 감소

공기의 밀도는 증가

 지금 배우고 계신 바로 이 압력의 영향이 스쿠버다이빙을 함에 있어 여러 중요한 안전원칙을 쉽게 이해할 수 있게 되는 것이니 반드시 이해가 꼭 가실 때까지 알아두시는 것이 좋습니다. 

 따라서 이 압력 때문에 우리는 물 속에 들어가면 육지에 있을 때와는 달리 기압이 증가함에 따라 우리 몸 속의 공기공간 귀,부비동(코안에 위치),폐 등의 공기공간은 압력평형이 필요해지는 겁니다. 그리고 이 압력평형은 위에 설명 할 때 언급했던 그 방법들과 똑같습니다. 코를 막고 코에다 흥~ 바람을 넣어준다던지, 침을 삼킨다던지, 턱 관절을 움직이는 방법이죠. 어렵지 않습니다.

 자, 그리고 이 때문에 또 다이빙의 중요한 원칙 하나가 나옵니다.

 " 절대 숨을 참지 않는다, 항상 호흡한다 "

 어때요? 정말 쉽죠? 스쿠버다이빙을 함에 있어 숨을 참지 않으면 됩니다. 그냥 항상 호흡하면 됩니다.  숨을 참아야 된다는게 아니라 항상 호흡하라는게 가장 중요한 스쿠버다이빙 원칙이라니 너무 쉽죠? 이거 못하시는 분들 지금 이 글 못읽고 계시죠. 숨을 못쉬면 다 죽으니까요. 지금 다 멀쩡히 숨쉬고 살아계시잖아요. 어때요? 참 쉽죠.

 그래서 다이빙 강사들이 흔히 얘기합니다.

 " 걱정마세요. 숨만 쉬세요 "

 네. 숨만 쉬면 됩니다. 세상에 이렇게 쉬운 레포츠가 어딨습니까? ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

 왜 숨을 절대 참지 않는다가 가장 중요한 원칙이 될지는 조금만 생각해보면 나옵니다. 우리 몸안의 폐는 또 하나의 튜브라고 설명드린적이 있습니다. 심지어 튜브보다 더 월등히 좋은 부력기구이죠. 공기를 넣었다 뺐다 할 수 있으니까요. 그런데 우리가 항상 호흡을 하는 동안은 괜찮습니다. 그런데 만약에 우리가 숨을 참게 되면 어떻게 될까요? 풍선의 입구를 틀어막은것처럼 폐에 공기가 있는 상태로 풍선입구를 막은게 되는거죠? 그렇다면 이 상태에서 우리가 호흡을 참게 되면 어떻게 될까요? 

 위에 배우신대로 우리의 폐는 풍선이 되어,  수압으로 인해서 수심이 낮아지거나 깊어지거나 함에 따라 부피도 커졌다 줄어들었다 하겠죠? 물론 여러분이 생각하는 만큼 큰 변화는 아니니까 걱정하지 않으셔도 됩니다만 그래도 좋은 방법은 아닐것입니다. 

그렇기 때문에 스쿠버다이빙의 가장 중요한 원칙 중 하나는 바로  '숨을 절대 참지 않는다, 항상 호흡한다 '입니다. 

 오늘 이렇게 압력이 공기부피와 밀도에 주는 영향을 배워봤고, 더불어 이 압력 때문에 스쿠버다이빙을 하면서 우리가 뭘 해줘야하고, 뭘 하면 안되는지 간략하게 배워봤습니다. 스쿠버 다이빙을 배울 때 이론 공부도 열심히 하셔야, 왜 내가 그 행동을 해야하고, 왜 그 행동을 하지말아야 되는지 쏙쏙 이해가 되어 실전에서 더욱 쉽게 하실 수 있게 됩니다. 이론도 소홀히  하지 마세요! 즐겁고 안전한 다이빙을 위한 첫걸음입니다.

 다음 시간에는 압력에 대해 좀 더 심도 있는 내용을 다루도록 하겠습니다.  항상 안전하고 즐거운 다이빙 하세요!

 복습)

 1) 부력은 다이빙의 즐거움과 관련이 있다면, 압력은 다이빙의 안전과 관련이 있다.

 2) 다이빙 할 때 절대 숨을 참지 않는다.

 

 이정도만 기억하시면 될것 같네요

글쓴이 : 다이버스하이 대표 이경무 강사