1663 yılında aynı sistem, fakat daha büyük kaplarla, Stockholm limanında bulunan batık savaş gemisi Wasa’nın 64 topundan 52'sinin çıkarılmasında kullanılmıştır. Dalış derinliğinin 32 metre ve yüksek basınç fizyolojisi hakkındaki bilgilerden tamamen yoksun olunduğu düşünülürse, bu büyük bir başarıdır. Kullanılan dalış çanları yüzeyden hava ile beslenmemişti ve çalışma şartları dalıcılar için oldukça rahatsız olmalıydı.

1819 yılında August Siebe, pompa aracılığıyla yüzeyden hava ile beslenebilen dalış başlığını icat etti.1830‘ların sonunda, dalıcının yüzerliliğini kontrol etmek için tahliye valfi içeren, Siebe’nin Geliştirilmiş Dalış Elbisesi ile ilk dalış donanımını oluşturdu. Bugünkü sertbaşlıklı dalgıçların kullandığı standart ekipmam temelde, 150 yıl öncesiyle aynıdır ve hala kullanılan en basit ve güvenli elbise olarak kabul edilir.

Havalandırmalı başlığı ve dalış elbisesini birçok yeni buluş takip etti. 1866 yılında Fransız Rouquayrol “demand regülatörü” (isteğe bağlı olarak hava veren) icat etti, fakat bu buluş zamanının ilerisindeydi. Yeterli depolama aletlerinin yokluğu nedeniyle dalgıç bir pompa aracılığıyla yüzeyden beslenmeliydi. Bu nedenle solunum gazı tüketiminini azaltmaya çalışmak önemli kabul edilmedi.Bu buluş ilk olarak, yaklaşık 80 yıl sonra, başka iki Fransız’ın (Jaques Cousteau ve Emile Gagnan) 1943 yılında su ciğerini (Aqualung), oluşturmaları ile kullanılmaya başlandı.1850-1970 yılları arasında, askeri, ticari, bilimsel ve hobi dalışları için birçok sualtı soluma aygıtları geliştirildi. Derin dalışlar karışım gazlı sualtı soluma aygıtlarının gelişmesine neden oldu.

Derin dalışta kullanılan gaz karışımlarının maliyeti nedeniyle, üretilen sualtı soluma aygıtlarının çoğu, kapalı devre veya yarı kapalı devre olarak adlandırılan, dalgıcın soluduğu gazı temizleyerek yeniden kullanılabilmesi temeline dayanmaktadır. Bu sistemde dışarı verilen hava temizleyici maddeden geçirilerek karbondioksiti alınır ve dalgıça geri verilmeden önce içindeki oksijen miktarı istenilen seviyeye çıkarılır. Bu yolla gaz tüketimi % 80-85 azaltılır.1970 yılından sonra soluma aygıtının gelişimi yavaşladı. Bu zamanda, yeterli, güvenilebilir ve hafif malzemeler birçok alanda kullanılmaktaydı.

1970’li yılların sonunda geri kazanımlı sistemlerin katılımıyla derin dalış soluma aygıtlarının gelişiminde bir atlama kaydedildi. Birkaç başarılı dalış operasyonundan sonra, ki biri 1981 yılında HMS Edinburgh batığından altın çıkarılmasıydı, geri dönüşümlü sistemler genel olarak kabul edildiler. Bu sistemler kapalı ve yarı kapalı devre sistemlerine göre daha basit ve güvenilir olmalarının yanı sıra soluma gazınının tekrar kullanılabilmesini sağladıkları için de oldukça maliyet düşürücüdürler.

BUGÜNKÜ DURUM

Derin deniz petrol alanlarının kullanıma açılmalarıyla ticari derin dalış açıkdeniz petrol endüstrisinin önemli bir parçası haline geldi. Bugün tüm ticari derin dalışlar geri dönüşümlü sistemlerle gerçekleştirilmektedir.Tipik bir sistem, başlığa monte edilmiş, hortum aracılığıyla yüzeyden beslemeli bir demand regültör, bir geri dönüşüm regülatörü ile dalış çanı aracılığıyla yüzeydeki araca giden bir geri dönüş hortumundan oluşur.Kullanılan gaz, oksijen eklenmeden önce tüm neminin alınması amacıyla, yüzeyde bir nem ayırıcıdan geçirilir ve karbondioksiti alınmadan önce tekrar sıkıştırılır. Bu işlemden sonra gaz, yüzeydeki gaz tanklarında tekrar kullanılmak üzere depolanır.

DERİN DALIŞ SOLUMA GAZLARI

Soluma gazı içinde bulunan yüksek kısmi basınçlı nitrojen gazı alkol zehirlenmesine benzeyen işaret ve semptomların belirmesine neden olur. Bu nitrojen narkozu olarak bilinir ve 30-40 metre su derinliğinden (msd) daha derinde hava (% 79 N2) solunmasıyla oluşur. Dalgıçlarda nitrojen narkozu 1835 yılında tanımlanmış fakat 1935 yılına kadar bir açıklama getirilememiştir (Behnke vd.[1]).

Nitrojen narkozunun getirdiği problemler soluma gazındaki nitrojenin helyumla değiştirilmesine neden oldu. Helyumun fiyatı 1920’lerin başında metreküpü 60-70 dolar iken 1925 yılında 1 dolara kadar düştü. Fiyattaki düşüş helyumu dalış için kullanılabilir hale getirdi ve deneysel dalışlarda helyumun nitrojeninki gibi narkotik etkileri olmadığı saptandı. Günümüzde tüm ticari derin dalışlar helyum ve oksijen ( heliox) karışım ile gerçekleşmektedir.

Dalgıçların karşılaştığı soluma gazı ile ilgili bir diğer problem ise oksijenin kısmi basıncının yükselmesi ile görülen oksijen zehirlenmesiydi. 2 barın üzerinde kısmi basınca sahip oksijen ciddi konvülsiyonlara ve dalgıcın bilincini yitirmesine neden olabilir. Genel olarak kabul edilen; 0.6 barın üzerinde kısmi basınca sahip oksijenin, solunum sisteminin kronik olarak etkilememesi için, 12 saatten fazla solunmasından kaçınılmalıdır. 0.4-0.5 bar oksijen kısmi basıncı derin dalış için normaldir. Bu solunum gazındaki helyum ve oksijen yüzdelerinin derinliğe göre ayarlanması demektir.

Derin dalışta sıkça karşılaşılan merkezi sinir sistemi semptomlarını (HPNS-High Pressure Nervous Syndrome, Yüksek Basınç Sinir Sendromu) yok etmek için helyum yanında inert gazlar da deneysel dalışlarda denenmiştir. Trimix ( helyum, nitrojen ve oksijen) birçok dalışta kullanılmıştır[2].1992 yılında Marsilya’da gerçekleştirilen 701 msd rekor dalışında dalgıçlar " hydreliox" , helyum, hidrojen ve oksijen karışım solumuşlardır [3] .

DERİN DALIŞTA SOLUMA GAZI İÇİN ISIL GEREKLİLİKLER

Derin dalışta dalgıç, nötral sıcaklık aralığından daha yüksek sıcaklıkta( 34-350C) su sirkülasyonu sağlayan sıcaksu elbisesi ile desteklenir, ancak bu gövde içi sıcaklığı sabit tutmak için yeterli değildir. Normal basınçta solunumla kaybedilen ısı metabolik ısı üretiminin % 10’nu nadiren geçerken,19 bardan daha yüksek basıçlarda ısı üretiminden daha fazla olabilir [4]. Isı kaybındaki artış gaz yoğunluğunun artışına, dolayısıyla solunan gazın birim hacminin ısı kapasitesi artışına bağlıdır.

Bu, dalgıcın vücut içi sıcaklığının sabit tutulabilmesi için solunum gazının ısıtılması demektir. Solunum gazını ısıtmanın en çok kullanılan şekli regülatörün ve başlığa gelen hortumun sıcak su ile çevrelenmesidir. Sıcak su hortum çevresinde dolaşarak soluma gazını istenilen sıcaklıkta tutar( 30-320C) . Aşırı ısınmayı engellemek için kuru gazın sıcaklığı 330C’yi geçmemelidir [5].

Gaz ısıtılmasının dalıştaki önemi 1981 yılında Bergen' de gerçekleştirilen 500 msd deneysel dalışında dalgıcın sıcak su hortumu ile gaz ısıtıcısı arasındaki bağlantının kopması ile, net olarak anlaşılmıştır. Dalgıç saniyeler içinde gaz sıcaklığındaki düşüşü algılamış ve dalışı kesmişti. Sudan çıktığında, sıcak su hortumunun bağlantısının kesilmesinden 15-20 saniye sonra, aşırı bir şekilde titriyor ve solunum yolları aşırı miktarda müküs salgılıyordu [6].

SOLUMA DıRENCı GEREKLıLıKLER

Derinlik arttıkca solunan gazın yoğunluğu ve soluma yükü de artar. Soluma yükünün artışı, dalgıcın solunum yolları direncinin artmasının yanı sıra solunum aygıtının direncinin artmasına da bağlıdır. Solunum yollarının direncı ihmal edilebilir.Soluma aygıtının direncinin en aza indirilmesi ise çok daha önemlidir.Solunum yükü normal olarak solunum sırasıda yapılan iş olarak ifade edilir (birim hacimin solunması sırasında tüketilen enerji, veya solunum çevirimi sırasında dalgıcın ağzında ölçülen uç basınçlar). Solunum sırasında yapılan iş ve uç basınçlar için en çok istenilen ve kabul edilebilir değerler NPD (Norwegian Petroleum Directorate-Norveç Petrol Müdürlüğü) rehberinde tanımlanmışlardır. En çok istenilen uç basınçları ± 1,5kPa (15 cm su sütununa denk), kabul edilebilir en yüksek uç basınçlar ise 2.5± kPa’dır.

Soluma sırasında minimal, hatta negatif iş yapılabilmesi için sıkıştırılmış gazın gücü kullanılarak pnömatik olarak yardım edilebilecek soluma aygıtının geliştirilmesi yararlı olacaktır. Bu tür sistemlerin prototipleri üretilmiş ancak ticari olarak temin edilebilir değildirler.

DERİN DALIŞ İÇİN İKİNCİL SOLUMA SİSTEMLERİ

Hortumdan gelen soluma gazında oluşabilecek bir kesintiye karşı dalgıç yedek bir hava kaynağı taşımalıdır. NPD kurallarına göre petrol endüstrisindeki sualtı operasyonlarında, herhangi bir derinliğe yapılan dalışta dakikada 62,5 litre hava tüketimi düşünülerek, 10 dakikalık bir süre göz önünde bulundurulmalıdır [7]. Bu pratikte derin dalışta kullanılcak ikincil soluma aygıtının kapalı veya yarı kapalı devre olmasını gerektirir. Solunum yoluyla aşırı ısı kaybını engellemek için ikincil soluma aygıtının da ısıtıcısı olmalıdır.Derin dalış için ikincil soluma aygıtlarına örnek olarak “SLS” (Gas Services Offshore Limited) (Şekil 4) “BOSII”(Comex-Pro) ve”VBA 90-400” (Oftested Breathing Systems)'i verebiliriz.

GELECEKTE DERİN DENİZ SOLUNUMU

Görülüyor ki bugün derin dalışın sınırları teknolojik problemlerle değil insani faktörlerle ilintilidir. HPNS sırasında karşılaşılan problemler, aşırı dekompresyon süreleri ve merkezi sinir sistemi ile solunum sisteminde uzun zamanda oluşabilecek hasarlar, ticari dalışın maksimum derinliğini 300-400 msd ile sınırlamaktadır. Eğer gelecekte daha derin dalışların rutin olarak yapılması düşünülürse bu problemlerin bir şekilde üstesinden gelinmelidir. Çözümler muhtemelen teknoloji ile fizyoloji arasındaki alanda bulunacaktır.

Sıvı soluma, popüler bir sinema filmi olan “Abyss” te de gösterildiği gibi tamamiyle hikaye değildir. Fare ve sıçanlar önceden oksijenlendirilmiş, yüksek oksijen çözünürlüğü ola sıvılarda (genellikle tuzlusu veya florlu hidrokarbonlar) tamamıyla batmış olarak 18 saat kadar yaşatabilmişlerdir [8]. ınsanlar üzerinde yapılan deneylerde tek akciğerin doldurulması ile sınırlanmıştır. Bir dekompresyon deneyinde, sıvı soluyan bir fare 1000 msd’ne denk gelen bir basınç altından 3 saniyede çıkarılmış ve sonucunda hiçbir dekompresyon rahatsızlığı gözlenmemiştir [9].1200 km/ saat' lik bir dikey hızla yüzeye çıkan farenin 1 ay sonra hala hayatta ve sağlıklı olduğu belirtilmektedir. Bu, sıvı solunum gelecekte dalgıçlar üzerinde kullanılabilirse dekompresyon problemlerinin de ortadan kalkacağı anlamı taşımaktadır.

Yapay solungaçların gazların sıkışmasından kaynaklanan problemlere çözüm getireceği de düşünülmüştür [8].Yapay solungaçlar denizsuyu ve kan arasında, oksijen ve karbondioksitin kısmi basınç farkları nedeniyle gerçekleşecek gaz transferi temeline dayanıyor olacaktır. Böyle bir solungaç bilgimiz dahilinde henüz yapılmamıştır, ve eğer teknik olarak mümkün olsa bile, böyle bir vücut dışı kan oksijenlendiricisinin takılması ve kullanılmasında tıbbi ve ahlaki sorunlar olacaktır.

Çok uzak bir gelecekte, genetik araştırmalar dalışa bağlı problemlerin tümden çözümüne ışık tutabilir: Homo aquaticus, tamamıyla denizel ortamda yaşamaya adapte olmuş su formu [10].

KAYNAKLAR

[1] Behnke AR, Thomson RM, Motley EP. The psychologic effect from breathing air at 4 atmosphere pressure. Am. J. Physiol. 161, 417-425, 1935.
[2] Bennet PB, Shafstall H. The value of Trimix 5 to control HPNS. (Derleyen) Lin Y-C, Shida KK: Man in the Sea. (1), sayfa 101-115. Best Publishing Company, Kaliforniya, 1990.
[3] Gardette B, Masimelli JY, Comet M, Gortan C, Delauze HG. Hydra 10: A 701 msw onshore record dive using “hyreliox”. Proceeding of the XIXth annual meeting of EUBS, sayfa 32-37, Trondheim, Norveç,1993.
[4] Påsche A. Thermal problems in human diving. (Derleyen) Brubakk AO, Kanwisher JW, Sundnes G.: Diving in animals and man. sayfa 191-203, Tapir Publishers, Trondheim, Norveç, 1986.
[5] Norwegian Petroleum Directorate. Guidelines of evaluation of breathing apparatus for use in manned underwater operations in the petroleum activities. Stavanger, 1992.
[6] Bård Holand, kişisel görüşmeler.
[7] Norwegian Petroleum Directorate. Regulations concerning manned underwater operations in the petroleum activities. Stavanger, 1990.
[8] Kylstra JA. Liquid breathing and artificial gills. (Derleyen) Bennet PB, Elliot DH: The physiology and medicine of diving. 3. Baskı, sayfa 189-199, Bailliére tindall, Londra, 1982.
[9] Kylstra JA, Nantz R, Crowe J, Wagner W, Saltzman HA. Hydrolic compression of mice to 166 atmospheres. Science, 158, sayfa 793-794, New york, !967.
[10] Dixon D. Man After Man. Blanford, Londra, 1990.

Olav Eftedal (Çeviren: Baki Yokeş)