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CNS와 UPTD(또는 OTU) 계산



CNS와 UPTD(또는 OTU) 계산

산소는 다이버들에게 흡입하는 기체속에 있는 질소 성분을 줄여줄 수 있는 마법과 같은 존재입니다. 잠수병에 걸려 치료를 받을 때도 산소의 도움을 받습니다. 감압다이빙을 하는 테크니컬 다이버들에겐 감압을 도와주는 기체이기도 합니다.

나이트록스 다이빙을 배우거나 하게 되면 필연적으로 다루는 부분이 있는데 그것은 산소중독에 관한 내용입니다. 뭐든 과하면 해가 되는데 산소 역시 마찬가지 입니다. 고농도의 산소를 장시간 흡입 시 발생하는 독성으로 인해 영향을 받는 대표적인 신체 기관이 두 곳 있습니다. 중추신경계와 폐입니다. CNS(Central Nervous System) 중독은 중추신경계에 영향을 미치는 것이고, UPTD(Units of Pulmonary Toxic Dose, 또는 OTU(Oxygen Tolerance Unit))는 폐에 영향을 미칩니다.

CNS 중독과 UPTD가 어떠한 증상을 발현하는지는 교육을 받으면 배우게 됩니다. 여기서는 일정한 수심에서의 CNS와 UPTD 계산 방법만 소개하고자 합니다.  

CNS 중독과 UPTD 계산 방법은 Erik C. Baker, P.E.가 쓴 “Oxygen Toxicity Calculations” 문서에 나옵니다.

 

CNS 계산

아래는 이미 알고 있는 NOAA의 CNS 테이블입니다.

산소 부분압과 노출 시간 제한(NOAA 1991 Diving Manual)
산소부부압
(Bar 또는 ATA)
1회 다이빙 최대 노출시간
(분)
24시간 다이빙 최대 노출 시간
(분)
1.6 45 150
1.5 120 180
1.4 150 180
1.3 180 210
1.2 210 240
1.1 240 270
1.0 300 300
0.9 360 360
0.8 450 450
0.7 570 570
0.6 720 720

CNS % 계산식

출처 : Oxygen Toxicity Calculations – Erik C. Baker, P.E.

예) PO2 1.4ata에서 25분간 노출됐을 때 CNS는 몇 %인가?
CNS % = 25/150 = 0.16 = 16.7%

 

UPTD(또는 OTU) 계산

UPTD(또는 OTU) 계산식

출처 : Oxygen Toxicity Calculations – Erik C. Baker, P.E.

t x: 노출 시간(분)
PO2 : 산소 부분압(ATA)
0.5 : 폐산소 중독이 일어나지 않는 수치
0.833: 실험적 관찰을 가장 잘 묘사한 수치

예) PO2 1.4ata에서 60분간 노출 시 UPTD는 얼마인가?

 

 

 

테이블을 이용한 계산

계산하기 귀찮으신 분들은 아래의 테이블을 이용해서 CNS와 UPTD를 구할 수 있습니다. 아래표는 예전에 제가 어드밴스드 나이트록스 과정 교육을 받을 때 교재에 있는 내용을 위 수식을 적용하여 수정해서 만든 테이블입니다.

참고 : BSAC 어드밴스드 나이트록스 교재

예) PO2 1.6ata에서 37분간 노출 시 CNS와 UPTD는 얼마인가?

UPTD
PO2 1.6ata 30분 57.86
PO2 1.6ata   5분   9.64
PO2 1.6ata   2분   3.86
——————————
              총 37분 71.36 UPTD
CNS
PO2 1.6ata 30분 66.6
PO2 1.6ata   5분 11.1
PO2 1.6ata   2분  4.44
——————————
              총 37분 82.14 CNS %

제가 해당 공식과 예시를 통해 설명을 했지만 반드시 기억해야 할 요소가 있습니다. 앞에서도 얘기했지만 위 내용은 일정한 수심에서 해당 값을 구하는 내용입니다. 다이빙은 바텀 수심에서만 이루어지는 활동이 아닙니다. 하강과 상승이 반드시 동반되는 활동입니다. 이 얘기는 곧 수심의 변화가 생기고 그 수심에서 머무르는 시간이 일정하지 않다는 얘기입니다. 따라서, 정확한 CNS와 UPTD를 구하려면 이 두 가지 요소가 반영되어야 합니다. 그 두 가지 요소 중 본문에서는 한 가지 요소인 일정한 수심(바텀이나 감압 또는 안전 정지 수심)에서의 값입니다. 상승과 하강 시의 해당 값을 정확히 알고 싶다면 별도의 계산식을 사용해서 구합니다. 해당 계산식은 Erik C. Baker, P.E.가 쓴 “Oxygen Toxicity Calculations” 문서에 잘 나와 있으니 참고하시면 됩니다.

CNS는 최대 80%를 권장하고 90분 반감기를 가집니다. UPTD의 하루 최대 권장 시간은 레저다이빙에서는 300분, 우리나라 고용노동부 “고기압 작업에 관한 기준“에서는 600분입니다.

출처 : 고기압 작업에 관한 기준(https://www.law.go.kr/LSW/admRulLsInfoP.do?admRulSeq=2100000186106)

 

※ 참고 문서
Oxygen Toxicity Calculations by Erik C. Baker, P.E.
– 고용노동부 고시 : 고기압 작업에 관한 기준
– BSAC 어드밴스드 나이트록스 교재

 

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