Artikel Populer

Pengaruh Gas Nitrogen Saat Penyelaman

18:21, 17 Desember 2014 | Dibaca 2696 kali

PENGARUH GAS NITROGEN SAAT PENYELAMAN

Oleh : Cristin Natalia. P

            Hukum Fisika yang paling mendasari teori dekompresi adalah Hukum Henry, dimana hukum tersebut menyebutkan bahwa pada sebuah bejana yang berisi air dan udara, bila tekanan udara ditingkatkan maka akan terjadi pelarutan udara kedalam zat cair tersebut proporsi seiring dengan peningkatan tekanan udara. Saat tekanan dalam bejana tersebut sudah cukup tinggi, apabila tekanan udara dikurangi secara perlahan-lahan, maka gas yang terlarut akan dibebaskan secara perlahan kembali ke udara tanpa membentuk gelembung udara. Lain halnya bila tekanan tersebut dikurangi secara cepat, maka udara yang terlarut didalam zat cair akan dibebaskan secara cepat pula, dan membentuk gelembung udara seperti air mendidih (boiling water).                                                                                    

            Teori lainnya yang mendukung teori dekompresi adalah Hukum Boyle, yang menyebutkan bahwa semakin tinggi tekanan udara, maka kepadatan molekul udara akan semakin padat pada volume yang sama. Contoh, jika dipermukaan air kita ada sebuah balon yang berukuran 1 Liter berisi satu juta molekul gas, maka pada kedalaman 30 meter, 1 Liter balon gas tersebut akan akan berisi 4 juta molekul gas. Hal ini berarti bahwa semakin dalam kita menyelam maka kita menghirup lebih banyak molekul gas ketimbang saat kita tidak menyelam.                            

           Ilmu Fisika sangat erat kaitannya dengan kegiatan penyelaman. Penerapan hukum fisika dapat digunakan sebagai pedoman untuk melakukan teknik penyelaman aman (safety diving).                                                                                                                             

          Saat kita menyelam, akibat terjadinya peningkatan tekanan, maka udara yang ktia hirup lebih banyak dari biasanya. Seperti kita ketahui bahwa udara yang kita hirup saat menyelam adalah mayoritas Oksigen dan Nitrogen. Peningkatan oksigen yang dihirup akan berdampak positif bagi metabolisme tubuh, namun gas nitrogen tidak digunakan oleh tubuh kita. Maka akibatnya, gas Nitrogen akan terakumulasi didalam tubuh penyelam proporsi dengan durasi menyelam dan kedalaman penyelaman. Dengan kata lain, semakin dalam kita menyelam, semakin lama kita menyelam, maka akumulasi nitrogen didalam tubuh penyelam akan semakin banyak.                                   

           Perhitungan kedalaman di mana oksigen mulai beracun disebut MOD atau Maximum Oxygen Depth. Tergantung berapa konservatif table yang ingin di gunakan, pada partial pressure 1.2 pun yang ultra konservatif, cerita nya kadar oksigen 21% dalam tabung selam mulai beracun pada 47 meter. Tabel yang umum di anut adalah partial pressuse 1.4 dan 1.6. Pada 1.4 , MOD adalah 56 meter dan pada 1.6 adalah 66 meter. Apabila kita menghirup oksigen yang banyak maka akan terjadi keracunan oksigen. Banyaknya oksigen akan mendepresi pusat pernapasan sehingga kontrol pernapasan di otak terganggu dan terjadi penumpukan karbondioksida dalam tubuh yang menyebabkan kematian. Banyaknya nitrogen yang dihirup akan menurunkan kerja sistem saraf pusat, sehingga kewaspadaan penyelam menurun.                                                                                                                                

              Larutan Gas dan Cairan: Ini berhubungan dengan penyerapan gas di dalam cairan. Dinyatakan bahwa pada suhu tertentu jumlah gas yang terlarut di dalam suatu cairan berbanding lurus dengan tekanan partial dari gas tersebut diatas cairan. Bila seorang penyelam turun sampai kedalaman 10 meter (2 ATA), tekanan partial dari Nitrogen yang dihirup menjadi 2 kali lipat dibandingkan dengan dipermukaan dan akhirnya Nitrogen yang terlarut dalam jaringan juga akan dua kali lipat. Waktu terjadinya keseimbangan tergantung pada daya larut gas di dalam jaringan dan kecepatan suplai gas ke jaringan oleh darah.           

              Pengaruh fisiologi dari hukum ini terhadap seorang penyelam berlaku untuk penyakit dekompresi, keracunan gas dan pembiusan gas lembam (inert gas narcocis). Bilamana tekanan yang terdapat dalam larutan terlalu cepat berkurang, gas keluar dari larutan dalam bentuk gelembung-gelembung gas. Pada penyelam, pelepasan gelembung-gelembung ini dapat menyumbat pembuluh darah atau merusak jaringan tubuh dan menyebabkan berbagai pengaruh dari penyakit dekompresi atau bends. Penyelam dapat melihat pengaruh yang sama pada CO2 di dalam larutan. Bila ia membuka botol bir dengan tiba-tiba, maka akan terlihat gelembung-gelembung gas yang naik ke permukaan botol.                                                           

          Di permukaan laut (1 ATA) dalam tubuh manusia terdapat kira-kira 1 liter larutan nitrogen. Apabila seorang penyelam turun sampai kedalaman 10 meter (2 ATA) tekanan parsial dari nitrogen yang dihirupnya menjadi 2 kali lipat dan akhirnya yang terlarut dalam jaringan juga menjadi 2 kali lipat (2 liter). Waktu sampai terjadinya keseimbangan tergantung pada daya larut gas di dalam jaringan dan pada kecepatan suplai gas ke dalam jaringan oleh darah. Hal tersebut sesuai dengan hukum Henry yang menyatakan bahwa pada suhu tertentu jumlah gas yang terlarut di dalam suatu cairan berbanding lurus dengan tekanan partial dari gas tersebut di atas cairan (Anonim, 2008a). Pada kondisi di atas permukaan laut gas nitrogen terdapat dalam udara pernapasan sebesar 79%. Nitrogen tidak mempengaruhi fungsi tubuh karena sangat kecil yang larut dalam plasma darah, sebab rendahnya koefisien kelarutan pada tekanan di atas permukaan laut. Tetapi bagi seorang penyelam Scuba atau pekerja Caisson (pekerja pembangun saluran di bawah air) yang berada pada kondisi udara pernapasan di bawah tekanan tinggi, jumlah nitrogen yang terlarut dalam plasma darah dan cairan interstitial sangat besar. Hal tersebut mengakibatkan pusing atau mabuk, yang disebut dengan gejala nitrogen narcosis (Soewolo, et al. 1999).                                                             

              Oksigen toksisitas dapat terjadi pada kedalaman jauh lebih dangkal jika seorang penyelam menggunakan Nitrox, gas pernapasan yang berisi persentase lebih besar dari oksigen dan persentase yang lebih rendah nitrogen dari udara. Nitrox semakin populer karena menurunkan risiko pembiusan nitrogen dan serapan nitrogen berlebihan, sehingga mengurangi risiko penyakit dekompresi dan memungkinkan penyelam untuk tetap di bawah lagi. Pendukung Nitrox laporan kelelahan kurang setelah menyelam dan tingkat yang lebih besar dari "clearheadeness" saat menyelam dengan Nitrox di samping manfaat lainnya. Nitrox tersedia dengan berbagai tingkat oksigen, dan Nitrox tangki udara biasanya memiliki sebuah band hijau dan kuning cerah. Nitrox 1 terdiri dari 32% oksigen, Nitrox 2 oksigen 36%, dan beberapa penyelam canggih setinggi 40%.                                                            

             Bila seorang penyelam di bawa ke permukaan perlahan-lahan, nitrogen terlarut dapat dihilangkan melalui paru. Namun demikian bila seorang penyelam naik ke permukaan dengan cepat, nitrogen keluar larutan dilepas melalui respirasi dengan cepat sekali, malahan akan membentuk gelembung gas dalam jaringan, yang mengakibatkan decompression sickness atau cassion atau cassion bends. Penyakit ini khusus akibat dari adanya gelembung gas dalam jaringan saraf, bisa pada tingkat sedang atau hebat bergantung pada jumlah gelembung gas yang terbentuk. Gejalanya meliputi rasa sakit di persendian, terutama lengan dan kaki, pening, napas pendek, sangat lelah, paralisis dan rasa tidak enak badan. Hal tersebut dapat dicegah dengan cara menaikkan secara perlahan ke atas permukaan laut (Soewolo, et al. 1999).                                                                                                                

               Apabila seseorang berada di tempat yang tinggi selama beberapa hari, minggu, atau tahun, menjadi semakin teraklimatisasi terhadap tekanan parsial oksigen yang rendah, sehingga efek buruknya terhadap tubuh makin lama semakin berkurang.Proses aklimatisasi umumnya antara satu sampai tiga hari (Anonim, 2008c). Prinsip-prinsip utama yang terjadi pada aklimatisasi ialah peningkatan ventilasi paru yang cukup besar, sel darah merah bertambah banyak, kapasitas difusi paru meningkat, vaskularisasi jaringan meningkat, dan kemampuan sel dalam menggunakan oksigen meningkat, sekalipun tekanan parsial oksigennya rendah (Guyton, 1994).                                                                                              

            Ada hubungan yang bermakna antara penggunaan alat selam dan ketaatan pada prosedur penyelaman dengan gangguan fungsi paru pada penyelam tradisional. Menurut Iskandar Siregar ( 2008 ), kasus lumpuh maupun meninggal yang dialami penyelam kompresor akibat ketidaktahuan mereka terhadap tata cara penyelaman yang aman. Penyelam kompresor lebih beresiko terkena keracunan nitrogen.

               Penyelaman pada kedalaman lebih dari 20 m mempunyai resiko yang cukup besar terhadap keselamatan dan kesehatan penyelam. Oleh karena itu penyelaman harus dilakukan dengan syarat tertentu dan menggunakan alat selam yang memenuhi standar (Scuba). Penyelam pencari hasil laut di beberapa wilayah di Indonesia masih menggunakan kompresor (penyelam tradisional) sebagai alternatif pengganti alat selam Scuba.

              Kompresor sebagai alat bantu bernapas di dalam air, dipasang selang (warna kuning) sepanjang 50-75 m yang disambungkan salah satu ujungnya kesaluran udara ( output pipe ) kompresor ban tersebut. Diujung satunya dipasang regulator yang akan membantu nelayan untuk menghirup udara yang berasal dari selang tersebut melalui mulutnya. Di satu kompresor bisa terpasang sampai 4 buah selang. Selang-selang tersebut selanjutnya diikatkan ke tubuh penyelam, biasanya di bagian pinggang. Tujuannya adalah agar tidak terbawa arus yang bisa melepaskanregulator dari mulut penyelam. Akibat ikatan yang erat ke tubuh penyelam, aliran udara akan terhambat sehingga udara yang dihirup oleh penyelam sebagian besar berasal dari gelembung-gelembung air yang keluar dari selang yang terhambat tadi. Jika terjadisesuatu hal seperti mesin kompresor mati mendadak atau kehabisan bahan bakar, seorang penjaga (operator) di atas perahu tidak punya pilihan selain harus segera menarik selang dan penyelamnya ke permukaan. Pada titik inilah sering terjadi kasus dekompresi dan kecelakaan penyelaman karena penyelam tidak punya kesempatan untuk melakukan decompression stop, sebuah istilah penyelaman yang artinya berhenti di kedalaman tertentu untuk mengeluarkan gas-gas terlarut dari dalam tubuh penyelam dalam perjalanan menuju permukaan air.                                                                                                                                  

              Banyak orang berpikir, bahwa para scuba diver bernapas dengan gas oksigen murni yang disimpan dalam tabung scuba. Meskipun tubuh manusia membutuhkan oksigen untuk bertahan hidup, namun sebenarnya gas oksigen murni di bawah tekanan tinggi dapat berubah menjadi racun. Oleh karena itu scuba tank berisi udara normal yang dikompresi.             

             Udara terdiri dari 78,084% nitrogen, 20,946% oksigen dan 1% gas-gas lain yang tidak memiliki efek. Itulah alasannya banyak instruktur menjelaskan komposisi udara dengan angka yang mudah diingat yaitu 79% nitrogen dan 21% oksigen. Nitrogen adalah gas paling berlimpah di atmosfer, tetapi tidak digunakan oleh sistem pernafasan manusia, namun gas nitrogen inilah yang dapat menyebabkan masalah serius dan meningkatkan resiko penyelaman.                                                                                                                           

              Pada penyelam scuba hal ini dapat terjadi, misalnya karena malfungsi regulator. Pada penyelam closed circuit , kegagalan absorpsi CO2 oleh absorber dapat menyebabkan keracunan. 

            Pada permukaan konsentrasi dengan CO2 5-6 % mengakibatkan sesak napas, napas cepat, dan pusing. Pada kadar 10 %, tekanan darah turun menyebabkan pingsan. Bila kadar 12-14 % terjadi depresi pernapasan dan saraf pusat yang mengakibatkan kematian. Keracunan CO2 kerentanan terhadap narkosis nitrogen, keracunan oksigen dan penyakit dekompresi karena menyebabkan pelebaran pori pembuluh darah.

           Gejalanya yaitu konsentrasi berkurang, kontrol otot menurun dan fungsi motorik terganggu serta kelelahan lalu pingsan.Peningkatan oksigen yang dihirup akan berdampak positif bagi metabolisme tubuh, namun gas nitrogen tidak digunakan oleh tubuh kita. Maka akibatnya, gas Nitrogen akan terakumulasi didalam tubuh penyelam proporsi dengan durasi menyelam dan kedalaman penyelaman. Dengan kata lain, semakin dalam kita menyelam, semakin lama kita menyelam, maka akumulasi nitrogen didalam tubuh penyelam akan semakin banyak.

            Nitrogen di bawah tekanan tinggi dapat mempengaruhi sistem saraf kita, pada kedalaman lebih besar (30 sampai 40 meters/100 dengan 133 kaki) akan menyebabkan kondisi yang dikenal sebagai pembiusan nitrogen. Efek ini sama seperti ketika kita berada di bawah pengaruh alkohol (kehilangan kemampuan membuat keputusan, hilangnya fokus, penilaian gangguan, multi tasking dan koordinasi). Cara paling mudah untuk menghindari pembiusan nitrogen dan resiko menyelam lainnya adalah membatasi kedalaman penyelaman. Jika narkosis tidak terjadi saat dikedalaman, efek tidak sadar juga bisa muncul seketika diatas permukaan air. Selain efek tidak sadar, nitrogen juga membawa masalah lain yang menambah resiko menyelam yaitu menumpuk pada jaringan tubuh yang diakibatkan karena larutnya nitrogen akibat meningkatnya tekanan udara pada batas normal biasanya disebut dengan penyakit dekompresi. Gejala paling umum penyakit dekompresi yaitu rasa nyeri (dibawah kulit, tungkai, persendian), mati rasa, pusing, tubuh melemah dan tiba-tiba tubuh terasa kelelahan. Pertolongan pertama untuk penyelam yang terkena dekompresi adalah memberikan bantuan pernafasan dengan oksigen kemudian dilakukan tindakan penyembuhan dengan memasukan pasien pada ruangan decompression chamber sehingga dapat mengurangi atau mencegah cedera permanen. Salah satu Rumah Sakit di Surabaya yang memiliki ruang decompression chamber adalah RSAL. Dr. Ramelan. Untuk menghindari penyakit dekompresi, diver harus mengurangi tekanan udara pada tubuh secara perlahan-lahan saat naik kepermukaan. Hal ini akan memungkinkan gas yang terperangkap dalam aliran darah dapat keluar secara bertahap dan perlahan-lahan. Mengetahui batas waktu untuk kedalaman penyelaman serta kedalaman dan waktu berada pada posisi service stop dan dekompresi stop akan menghindari penyakit dekompresi. Hal ini akan lebih mudah direncanakan dengan bantuan dive table atau saat ini populer dengan alat yang disebut sebagai dive comp.                 

           Seperti yang anda lihat saat melakukan scuba diving, penyelaman dengan batas waktu dan kedalaman dikarenakan nitrogen. Teknologi baru telah berhasil memperluas batas-batas tersebut. Bagi penyelam yang melebihi 40 meters/132 kaki dan bagi para penyelam yang perlu menghabiskan banyak waktu di bawah air dapat dilakukan dengan menggunakan pelatihan khusus, peralatan khusus dan campuran gas yang berbeda. Campuran gas yang berbeda dapat berguna untuk memperpanjang bottom time dan mengurangi efek pembiusan gas, dan mengurangi waktu dekompresi. Campuran gas yang paling umum digunakan adalah Enriched Air Nitrox, yaitu udara dengan tambahan oksigen komposisinya menjadi 32% atau 36% oksigen (disebut EAN32 dan EAN36, atau Nitrox32 dan Nitrox36, atau Nitrox I dan II Nitrox). komposisi ini menyebabkan berkurangnya kadar nitrogen yang akan mengurangi risiko menyelam dan yang lebih penting lagi untuk menghindari penyakit dekompresi. Penyelaman menggunakan Nitrox hanya diperlukan bila kondisi penyelaman memerlukan lebih banyak waktu di kedalaman lebih dari 40 meter / 132 kaki, dan juga membutuhkan bottom time diatas normal. Campuran oksigen dengan helium juga mengurangi persentase nitrogen dikenal dengan Trimix. Kepadatan rendah helium mengurangi resistensi bernafas di kedalaman sehingga memungkinkan untuk bernapas dengan aman pada penyelaman yang dalam (lebih dari 40 meter/132 kaki). Sebagai contoh komposisi Trimix yaitu campuran "Trimix 10/70" yang terdiri dari 10% oksigen, 70% helium dan 20% nitrogen cocok untuk penyelaman pada kedalaman 100 meter / 330 kaki, tetapi tidak dapat digunakan dengan aman pada kedalaman dangkal. Heliox, campuran oksigen 21% dan 79% helium juga digunakan untuk penyelaman yang dalam.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Fisika PenyelamanPengaruh Hukum Fisika pada Penyelaman

Hernawati, dalam jurnal Sistem Pernapasan Manusia Pada Kondisi Latihan Dan Perbedaan Ketinggian

Paskarini, dkk., dalam jurnal Kecelakaan dan Gangguan Kesehatan Penyelam Tradisional dan Faktor-faktor yang         mempengaruhi di Kabupaten Seram, Maluku

http://cahyogio.blogspot.com/p/aspek-medis-selam-part-1.html diunduh pada senin, 21 april2014 j am 17.45

http://wwwashargreen14jhq.blogspot.com/2011/11/makalah-olahraga-air.html diunduh pada senin, 21 april 2014 jam 16.38

http://leo-richie.blogspot.com/2012/11/fisika-selam.html diunduh pada senin, 21 april 2014 jam 16.26

http://the-blues.me/mengenal-tangki-oksigen-scuba-diving/ diunduh pada senin, 21 april 2014  jam 16.05

http://www.belajardiving.com/dekompresi.php diunduh pada senin, 21 april 2014 jam 16.00

http://odcunsyiah.blogspot.com/2011/01/penyakit-dekompresi-menjadi-momok.html diunduh pada senin, 21 april 2014 jam 17.00

http://www.scubadivingsurabaya.com/2011/10/udara-yang-digunakan-untuk-bernafas.html, diunduh pada senin, 21 april 2014 jam 15.35

http://oceocean.blogspot.com/2014_02_01_archive.html diunduh pada senin, 21 april 2014  jam 16.29