ไม่ว่าคุณจะอยากรู้ว่าอุปกรณ์สคูบาทำงานอย่างไร หรือกำลังคิดจะเรียนดำน้ำ เรามีคำตอบที่คุณกำลังมองหา ในบทความนี้ เราจะสำรวจวิทยาศาสตร์ที่ทำให้เราสามารถหายใจใต้น้ำได้ และอุปกรณ์สำคัญที่ทำให้สิ่งนั้นเกิดขึ้น แม้ว่าคุณจะเป็นนักดำน้ำที่ได้รับการรับรองแล้ว การเรียนรู้เพิ่มเติมก็ไม่เสียหาย และคุณอาจค้นพบข้อเท็จจริงที่น่าประหลาดใจสักสองสามอย่างก็ได้
ทำไมมนุษย์จึงหายใจใต้น้ำไม่ได้
อาจดูเหมือนเป็นคำถามที่ไร้สาระ แต่ทำไมมนุษย์จึงหายใจใต้น้ำไม่ได้ คำตอบไม่ใช่ “เพราะไม่มีออกซิเจน” น้ำ (H2O) มีออกซิเจน และปลาหายใจเอาออกซิเจน (O2) ใต้น้ำได้อย่างไม่มีปัญหา ปัญหาคือมนุษย์ไม่สามารถดูดซับออกซิเจนจากน้ำได้โดยตรง ปอดของเราถูกออกแบบมาเพื่อดึงออกซิเจนจากอากาศ
ดังนั้น เราจะทำอย่างไรให้มีออกซิเจนในน้ำเพื่อให้เราหายใจได้ คำตอบที่เป็นไปได้ข้อหนึ่งคือมนุษย์อาจวิวัฒนาการอวัยวะเหงือกคล้ายปลาเพื่อให้สามารถเข้าถึงออกซิเจนในน้ำได้ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันสิ่งนี้ยังเป็นไปไม่ได้ ยกเว้นในภาพยนตร์ฮอลลีวูด คำตอบที่สมจริงกว่าคือการใช้ระบบหายใจที่ให้ก๊าซที่มีออกซิเจนและสามารถหายใจได้ใต้น้ำในความดันที่เหมาะสม ทำให้เราหายใจได้ตามปกติ
นี่คือที่มาของ Self-Contained Underwater Breathing Apparatus (อุปกรณ์ช่วยหายใจใต้น้ำแบบพกพาติดตัว) คุณอาจคุ้นเคยกับชื่อย่อว่า SCUBA มากกว่า
คำว่า “Scuba” หมายถึงอะไรกันแน่
ในความหมายที่แท้จริง “อุปกรณ์สคูบา” หมายถึงระบบหลักที่จำเป็นสำหรับการหายใจใต้น้ำ ซึ่งประกอบด้วยสามส่วน:
- ถัง (ถังอากาศ) – บรรจุก๊าซอัดไว้สำหรับหายใจ
- เร็กกูเลเตอร์ (Regulator) – ทำหน้าที่ลด (ควบคุม) แรงดันอากาศสูงในถังอากาศให้เหลือเท่ากับแรงดันบรรยากาศ เพื่อให้สูดดมได้อย่างสะดวกสบาย
- ดีมานวาล์ว (Demand Valve) – กลไกอัจฉริยะที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอากาศจะถูกส่งออกมาเฉพาะเมื่อนักดำน้ำหายใจเข้าเท่านั้น
ส่วนประกอบเหล่านี้รวมกันเป็นระบบแบบครบวงในตัวที่จ่ายก๊าซหายใจได้ตามต้องการ ช่วยให้นักดำน้ำสามารถหายใจได้อย่างสบายขณะอยู่ใต้น้ำ แม้ในระดับความลึก
ดังนั้น ในความหมายทางเทคนิคที่สุด “สคูบา” หมายถึงอุปกรณ์จ่ายก๊าซแบบพกพาและระบบลดแรงดันที่ช่วยให้นักดำน้ำหายใจใต้น้ำได้ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าอุปกรณ์ที่จำเป็นเหล่านี้จะช่วยให้คุณหายใจใต้น้ำได้ นักดำน้ำก็จะพบข้อจำกัดในการสำรวจใต้น้ำโดยใช้เพียงอุปกรณ์เหล่านี้อย่างรวดเร็ว นี่คือเหตุผลที่อุปกรณ์สคูบามักจะรวมถึงอุปกรณ์ที่จำเป็นอื่น ๆ ด้วย เช่น:
- อุปกรณ์ควบคุมการลอยตัว (เสื้อ BCD)
- มาตรวัด (ความดัน/ความลึก)
- คอมพิวเตอร์ดำน้ำ
- ชุดเว็ทสูท
- หน้ากาก
- ตีนกบ
- ระบบน้ำหนักตะกั่ว
อุปกรณ์สคูบาเหล่านี้ช่วยให้นักดำน้ำปลอดภัย รู้สึกสบายและควบคุมได้ขณะสำรวจโลกใต้น้ำ
มาดูกันว่าอุปกรณ์สำคัญแต่ละชิ้นทำงานอย่างไรบ้าง
ถังอากาศสคูบาทำงานอย่างไร
ถังอากาศสคูบา หรือที่รู้จักกันในชื่อถังอากาศ โดยทั่วไปทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้า สามารถบรรจุด้วยอากาศอัดไว้หรือส่วนผสมของก๊าซหายใจชนิดพิเศษ ถังอากาศส่วนใหญ่สามารถรับแรงดันได้ระหว่าง 200 บาร์/3000 psi ถึง 234 บาร์/3400 psi “PSI” ย่อมาจากปอนด์ต่อตารางนิ้ว และ “บาร์” คือหน่วยเทียบเท่าในระบบเมตริก
ถังอากาศจะถูกเติมอากาศผ่านวาล์วถังที่อยู่ด้านบน ซึ่งเป็นจุดที่เร็กกูเลเตอร์เชื่อมต่อกับถังด้วย วาล์วถังแต่ละตัวจะมีโอริงที่สร้างซีลระหว่างวาล์วถังอากาศกับเร็กกูเลเตอร์ นอกจากนี้ วาล์วยังมีแผ่นทองแดงบาง ๆ ที่เรียกว่าเบิรสท์ดิสค์ (Burst Disk) ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้แตกและปล่อยอากาศออกหากแรงดันภายในถังอากาศสูงเกินไป
ถังอากาศที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือถังอะลูมิเนียมขนาด 80 ซึ่งบรรจุก๊าซอัดไว้ได้ประมาณ 11 ลิตร (80 ลูกบาศก์ฟุต) นอกจากนี้ยังมีถังอากาศขนาดอื่น ๆ อีกมากมาย ขึ้นอยู่กับความต้องการในการดำน้ำของคุณ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดและประเภทต่าง ๆ ของถังอากาศสคูบาและวิธีการเลือกถังอากาศที่เหมาะสมที่สุด
และขอให้จำไว้ว่า ห้ามเรียกถังอากาศสคูบาว่าถังออกซิเจนเด็ดขาด — หาคำตอบได้ที่นี่
สคูบาเร็กกูเลเตอร์ทำงานอย่างไร
หน้าที่หลักของสคูบาเร็กกูเลเตอร์คือการแปลงก๊าซแรงดันสูงภายในถังอากาศให้เป็นระดับแรงดันที่ปลอดภัยสำหรับการหายใจ กระบวนการนี้ประกอบด้วยสองขั้นตอน
“เฟริส์ทสเต็จ (First Stage)” ของเร็กกูเลเตอร์จะต่อเข้ากับวาล์วถังอากาศและลดแรงดันก๊าซสูงที่มาจากถังให้เหลือระดับแรงดันปานกลาง ดูภายนอกอาจดูไม่ซับซ้อนนัก แต่ภายในนั้นมีกลไกการทำงานมากมาย
สายท่อเติมอากาศแรงดันต่ำ (Low Pressure Hose) เชื่อมต่อเฟริส์ทสเต็จกับเม้าท์พิส (Mouthpiece) ของนักดำน้ำ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเซ็คขั่นสเต็จ (Second Stage) เซ็คขั่นสเต็จจะลดแรงดันอากาศลงอีกจนถึงแรงดันบรรยากาศ ตรงกับแรงดันน้ำโดยรอบ เพื่อให้นักดำน้ำสามารถหายใจได้ตามปกติ จากนั้นนักดำน้ำก็สามารถหายใจออกทางปากลงสู่ในน้ำได้
ภายในเม้าท์พิสจะมีแผ่นไดอะแฟรมที่ยอมให้ลมไหลผ่านเฉพาะเมื่อนักดำน้ำหายใจเข้าเท่านั้น ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้อากาศพุ่งเข้าปากตลอดเวลาขณะดำน้ำ ในบางครั้ง เร็กกูเลเตอร์อาจมี “อากาศรั่วออกตลอดเวลา” ใต้น้ำ แต่หลักสูตร Open Water Diver จะอธิบายวิธีการรับมือกับสถานการณ์นี้และสถานการณ์อื่น ๆ ที่คุณอาจพบเจอ
เสื้อ BCD ทำงานอย่างไร
อย่างที่ชื่อบอก อุปกรณ์ควบคุมการลอยตัว (BCD) ช่วยให้นักดำน้ำควบคุมการลอยตัวของตนเองได้ ไม่ว่าคุณต้องการลอยอยู่บนผิวน้ำหรือรักษาระดับการลอยตัวเหนือพื้นทะเล เสื้อ BCD ก็จะช่วยให้คุณควบคุมการลอยตัวได้
เสื้อ BCD แบบแจ็กเก็ตเป็นที่นิยมมากที่สุดสำหรับการดำน้ำเพื่อสันทนาการ แม้ว่าจะมีแบบอื่น ๆ อีกด้วย เสื้อ BCD แบบนี้มีสายรัดและหัวเข็มขัดที่สามารถปรับได้ พร้อมสายรัดถังอากาศขนาดใหญ่ที่สามารถปรับได้อยู่เหนือแผ่นรองหลังที่แข็งแรง นอกจากนี้ยังมีถุงลมที่ขยายได้ สายท่อเติมอากาศแรงดันต่ำ กลไกการเติมลมด้วยปาก กลไกการปล่อยลมและวาล์วระบายแรงดันที่มากเกินไปอย่างน้อยหนึ่งตัว
นักดำน้ำสามารถปรับตำแหน่งของตนเองในน้ำได้โดยการปรับปริมาณอากาศภายในถุงลม
คอมพิวเตอร์ดำน้ำทำงานอย่างไร
หากคุณเรียนจบหลักสูตร PADI Open Water Diver แล้ว คุณอาจจำได้ว่าเคยเรียนรู้วิธีใช้ตารางดำน้ำเพื่อคำนวณข้อมูลสำคัญในการวางแผนการดำน้ำ เช่น ขีดจำกัดของดีคอมเพรสชั่น ลิมิต (Decompression Limits) และการพักบนผิวน้ำ (Surface Interval) ที่จำเป็น คอมพิวเตอร์ดำน้ำจะทำหน้าที่นี้แทนคุณ
คอมพิวเตอร์ดำน้ำจะวัดความลึกผ่านเซ็นเซอร์วัดแรงดันและติดตามเวลาใต้น้ำของคุณ จึงให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์แบบเรียลไทม์ เช่น ระยะเวลาของโน-ดีคอมเพรสชั่น ลิมิต (No-decompression Limit) การขึ้นสู่ความตื้นหรือการลงสู่ความลึกเร็วเกินไป ระยะเวลาการดำน้ำและความลึกเฉลี่ย
นอกจากนี้ ยังสามารถปรับการตั้งค่าคอมพิวเตอร์ดำน้ำสำหรับการดำน้ำโดยใช้ก๊าซชนิดต่าง ๆ เช่น อากาศเอ็นริชแอร์ (ไนตร็อกซ์) และคอมพิวเตอร์ดำน้ำตัวท็อปบางรุ่นยังมีระบบแสดงปริมาณอากาศที่เหลืออยู่ภายในถังอากาศอีกด้วย
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของอุปกรณ์สคูบา
หากคุณลังเลที่จะมาเป็นนักดำน้ำที่ได้รับการรับรองเพราะอุปกรณ์ดูน่ากลัว อย่ากังวลไปเลย หลักสูตร PADI Open Water Diver ออกแบบมาเพื่อช่วยให้คุณคุ้นเคยกับอุปกรณ์สคูบาก่อนที่จะใช้งานใต้น้ำ
หากคุณเป็นนักดำน้ำที่ได้รับการรับรองแล้วและต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อย่างลึกซึ้ง หลักสูตร PADI Equipment Specialist เหมาะสำหรับคุณ ในระหว่างการเรียนรู้ผ่าน eLearning คุณจะได้สำรวจแผนภาพอุปกรณ์แบบโต้ตอบและชมวิดีโอเบื้องหลังการผลิตจากผู้ผลิตอุปกรณ์สคูบา ส่วนการฝึกอบรมภาคปฏิบัติจะครอบคลุมการซ่อมแซมขั้นพื้นฐาน การปรับและการบำรุงรักษาทั่วไป คุณอาจได้เรียนรู้และทดลองใช้อุปกรณ์ประเภทต่าง ๆ ด้วย