מאזן ציפה

מְאַזֵן ציפה (קיצור: מאזן, ראשי תיבות מקובלים - אנגלית: BCD - Buoyancy control device) הוא מרכיב הכרחי בציוד הצלילה, הנלבש כמעין בגד מעל לחליפת הצלילה, ומטרתו לאפשר לצוללן ציפה נייטרלית מתחת למים וכן ציפה חיובית על פני המים, בעת הצורך. הציפה ניתנת לשליטה באמצעות ויסות נפח האוויר בחלק הייעודי של מאזן הציפה. כיס האוויר הייעודי מתמלא בתערובת האוויר ישירות ממיכל הצלילה המשמש את הצולל באמצעות לחצן, או באופן ידני במקרה חירום באמצעות נשיפה מהפה.

מאפיינים

לכל מאזני הציפה מספר מאפיינים משותפים:

כיס ייעודי להכלת תערובת האוויר, העשויה להיכנס אליו או לצאת ממנו בהתאם לצורך במשך הצלילה, לטובת השליטה באיזון הצולל.
יכולת הוספת תערובת אוויר לכיס, בדרך כלל באמצעות הזנה ישירה בלחץ נמוך^[1] (מקובל להשתמש במינוח 'אינפלציה' מאנגלית: Inflator^[2]), ובנוסף אפשרות לאינפלציה אוראלית באמצעות הפה.
שסתום ריקון, הנועד לאפשר לתערובת האוויר להשתחרר מן הכיס בצורה מבוקרת מן הכיס הייעודי של מאזן הציפה. למרבית המאזנים לפחות שני פתחים: אחד בחלק העליון הקיצוני והאחר בתחתית. שסתום זה ממוקם באזור הנלבש מעל הכתף. ריקון אוויר ממערכת האינפלציה האוראלית אפשרי לרוב גם הוא.
שסתום עודף לחץ אוטומטי, המשחרר תערובת אוויר במידה והצוללן ניפח את מאזן הציפה על ידי הזרמת תערובת אוויר יתר על המידה.
רצועות לאבטחת מאזן הציפה לגוף הצוללן.

בנוסף, מאזני ציפה מסוימים עשויים לכלול מאפיינים נוספים:

רצועות לאבטחת מכל הגז.
תושבת פלסטיק או מתכת לתמיכה במיכל הגז.
רצועות נוספות ברתמה למניעת מאזן הציפה לנוע לכיוון ראש הצוללן כשזה האחרון בתנוחה זקופה. לחלופין, אבטחה באמצעות אבנט.
כיסים לנשאית סלילי צלילה, משקולות וטבלאות דקומפרסיה.
מערכת משקולות משולבת - כיסים למשקולות עופרת עם מנגנון שחרור מהיר. שימוש במערכת זו יכול לייתר את הצורך בשימוש בחגורת משקולות.
טבעות או נקודות אחיזה אחרות לנשיאת ציוד נוסף כפנסים, מד לחץ, סלילים ומצלמות.
מיכל גז לחירום. עשוי להיות מיכל קטן, כחצי ליטר, המוזן ממיכל הגז הראשי של הצוללן, או לחלופין מלא בפחמן דו-חמצני. לא נפוץ בצלילה ספורטיבית.
ריפוד לנוחות.
כיס אוויר נוסף, לגיבוי במקרה של כשל בכיס הראשי של המאזן.
אוקטופוס - רגולטור נוסף לנשימה חלופית, מחובר או משולב עם שסתום אינפלציה, לחירום.

תפעול

ציפה נייטרלית

הצוללן צריך להיות מסוגל לקיים שלושה אופנים של איזון במהלך שלביה השונים של הצלילה:

ציפה שלילית: כשהצולל מעוניין להעמיק או להישאר בקרקעית.
ציפה נייטרלית: כשהצולל מעוניין להישאר בעומק קבוע, במאמץ מינימלי.
ציפה חיובית: כשהצולל מעוניין לעלות או לצוף לפני המים.

להשגת ציפה שלילית, צוללים הנושאים או לובשים ציוד איזון חייבים לשאת גם משקולות על מנת לנטרל את יכולת הציפה של הצולל והציוד גם יחד.

כשנמצאים מתחת למים, הצוללן נדרש לעיתים קרובות לשמור על ציפה נייטרלית על מנת לא לעלות כלפי מעלה או לשקוע למטה יתר על המידה. מצב של ציפה נייטרלית מתאפשר כאשר המשקל של המים שהצוללן "דוחף" באמצעות שטח הפנים של גופו, שווה למשקלו הכולל של הצוללן. הצוללן משתמש במאזן הציפה כדי לשמור על מצב זה של ציפה נייטרלית על ידי התאמתו של נפח המאזן וכך על איזונו, בתגובה לתופעות שונות, המשפיעות על נפחו או משקלו הכולל של הצוללן, בעיקר:

אם חליפת הצוללן עשויה מחומר מלא בגז דחוס, כמו נאופרן (אנגלית: Neoprene) מוקצף, נפח החומר ישתנה (חוק בויל) בעקבות שינויים בלחץ כשהצוללן מעמיק או מרדיד^[3]. נפח האוויר במאזן הוא בר-כיוון על מנת לפצות על כך.

אוויר הכלוא בגוף הצוללן ובציוד, כולל זה שבמאזן הציפה, נדחס בהעמקה ומתרחב בהרדדה. לרוב, הצולל מתפעל זאת באמצעות הוספת גז לכיס האוויר או לחליפה (במקרה של שימוש בחליפה יבשה בלבד), על מנת להימנע מהעמקה מהירה ומעבר לרצוי^[3], או לחלופין ריקון המאזן מאוויר בעת עלייה לכיוון פני המים, על מנת להימנע מעלייה מהירה ומדקומפרסיה.

במהלך הצלילה, גז נצרך ממכל הגז של ציוד הנשימה. כתוצאה מכך, משקלו הכולל של הצוללן והציוד הולך וקטן, וכתוצאה מכך - הצולל מרדיד. לשם כך, נדרש הצולל לבצע תיקונים נדרשים, כלומר, לשחרר אוויר ממאזן הציפה. מסיבה זו, על הצוללן לתכנן את תחילת הצלילה כך שהוא במשקל עודף מעט, כך שציפה חיובית תוכל להיו מושגת לאחר איבוד משקל כתוצאה מנשימה הגז^[4]. אוויר או נייטרוקס שוקל כ-1.3 גרם לכל ליטר בלחץ סטנדרטי. לכן, שינוי במשקל הכולל בעת הצלילה עשוי להשתנות החל מ-4.3 ק"ג המייצגים את סך האוויר במיכל פלדה 15 ליטר בלחץ של 230 באר או 3500 psi, ועד לכ-2.27 ק"ג הבדל בעבור מיכל אלומיניום קטן 11.1 ליטר בלחץ של 200 באר או 3000 psi. אנו מניחים תמיד כי רק כ-5/6 מתערובת האוויר שבמיכל נצרכת במהלך הצלילה, ומשאירים תמיד אוויר פנוי לניצול לחירום.

בפועל, הצוללן כלל לא חושב על כל התאוריה הנ"ל במהלך הצלילה. על מנת לשמור על ציפה חיובית, הוא מוסיף בפשטות אוויר למאזן כשהוא בציפה שלילית ("כבד מידי"), או מרוקן אוויר כשהוא בציפה חיובית ("קל מידי"). מאפיין של צלילה הוא שאין כל חוק או כלל אוטומטי לשמירה על איזון כשלובשים את מאזן הציפה, או אפילו כשריאות הצוללן מלאות אוויר. כל שינוי ולו הקל ביותר בעומק, בתנוחה או בנפח, לרבות פעולת נשימה פשוטה, משפיע על ההעמקה ונייטרליות הציפה. לכן, תחזוקתה של הציפה הנייטרלית במהלך הצלילה חייבת להיות תמידית, אקטיבית ורציפה, והיא אחד מכישוריו החשובים ביותר של הצוללן.

מאפיין של צלילה שלרוב אינו אינטואיטיבי לצוללנים מתחילים, הוא העובדה שתערובת אוויר נדרשת לרוב להתווסף למאזן כשמעמיקים, וריקון אוויר נדרש כשבוחרים להרדיד ולעלות לפני המים. האוויר, המתווסף למאזן או מוצא ממנו, מתאים את הנפח הנדרש במהלך שינויי העומקים; בועות האוויר הכלואות בכיס הייעודי נדרשות להישאר בנפח קבוע על מנת שהצולל יישאר בציפה נייטרלית או כמעט נייטרלית. כשצוללן לא מוסיף אוויר למאזן במהלך העמקה, נפח בועות האוויר הכלואות הולך וקטן כתוצאה מעליית הלחץ, מה שגורם באופן מיידי להעמקה הולכת ומהירה, וזאת עד להגעתו על הצוללן לקרקעית. אותה תופעה, דוגמה נוספת של תגובה חיובית, יכולה להתרחש במהלך הרדדה ועלייה לפני המים - מה שיגרום לעלייה בלתי נשלטת, וזאת עד להגעה מהירה לפני המים ללא ביצוע עצירת בטיחות.

עם הזמן וצבירת ניסיון, צוללים לומדים כיצד למזער את הבעיה, על ידי צמצום כמות נפח האוויר הקבוע שבמאזן. הדבר דורש ללמוד מהו משקל המינימום הנדרש לשאת כל אחד באופן פרטני, כתלות בגוף הצולל ובציוד הצלילה. טכניקות אלה שומרות על נפח האוויר הכלוא במאזן קטן ככל הניתן בתחילת הצלילה, כך שנשאר מספיק אוויר בהעמקה הראשונה על מנת לפצות על אובדן המשקל הצפוי בתהליך הצלילה, כתוצאה מניצול האוויר (מספר קילוגרמים לכל מיכל, כמצוין לעיל).

התנהגויות אינסטנקטיביות אוטומטיות שפותחו על ידי צוללנים מנוסים, כוללים שליטה על הנשימה וניהול הזרמת האוויר למאזן במהלך שינויי עומקים, המאפשרים להישאר בציפה נייטרלית במהלך הצלילה ללא צורך לחשוב רבות על הנושא. צוללנים מנוסים עשויים להיות מזוהים לעיתים באמצעות כך שהם מסוגלים להישאר בציפה נייטרלית ללא שימוש בסנפירים כלל, כפי שדגים עושים.

סכנות

קיים סיכון שמיכל הגז ייפתח בטעות במהלך הצלילה, מה שיגרום לעלייה מהירה לפני המים ובארוטראומה לצולל. פחמן דו-חמצני רעיל בסביבה של לחץ חלקי גבוה, ועשוי להיות מסוכן להחזקה במאזן כיוון שהצולל עשוי לשאוף אותו מתחת למים^[5], אך הדבר לא סביר שיקרה, שכן הצולל אמור לשים לב ולהבחין במצב חירום זה ולסיים את הצלילה.
חללים ריקים במאזן עשויים להיות מלאים אוויר בטעות, או על ידי פעולה מכוונת של הצוללן, או על ידי תקלה של מנגנון הזרמת אוויר, ובמידה והצוללן לא מזהה את התקלה ומתפעל אותה באופן מיידי - הוא עשוי לעלות לפני המים במהירות ובצורה בלתי מבוקרת, ללא עצירת בטיחות, עם סיכון לחלות במחלת הדקומפרסיה. בנוסף, קיים הסיכון שהצולל לא יזהה מהו הכיס הבעייתי והמלא באוויר, ובכך ינסה לתפעל ולרוקן את הכיס הלא נכון.
תקלה חמורה בכיס האוויר תנבע מנקב או קרע או תקלה בשסתום, מה שעשוי לגרום לכך שלצוללן לא תהיה אפשרות לבצע עלייה ועצירה בטוחה, במיוחד אם מדובר בצלילה עמוקה וכמות לא מספקת של משקולות.
תקלה בשסתום הזנת האוויר עשוי לגרום לציפה מיידית לא נחוצה, ובלא תפעול מיידי של התקלה, עלול לגרום לעלייה מהירה ובלתי מבוקרת וכך לסכן את הצולל במחלת הדקומפרסיה. בכל אופן, שסתום ריקון האוויר וכן מנגנון עודף הלחץ האוטומטי, מסוגלים לרוקן אוויר מהמאזן בעת הצורך מהר יותר מכפי שניתן להזין את כיס האוויר^[6].
אבטחת מיכל הגז למאזן ברשלנות עשויה לגרום לכך שהוא יחליק ממנו החוצה.
נפח אוויר מוגזם, במטרה לפצות על משקל יתר של הצוללן או נשיאת ציוד כבד, עשוי להגדיל את הנפח במהלך עלייה מהירה לפני המים - מהירה מזו שהצולל מסוגל לאזן ולרוקן, במיוחד במאזני ציפה עם נפח גדול.
מאזנים מסוימים בשילוב עם משקולות לא מספקות, או מאזנים הגדולים בצורה מוגזמת, עשויים לגרום לצולל מחוסר הכרה לצוף על פני המים כשפניו כלפי מטה^[6].
רצועות אבטחה שנקשרו ברשלנות או שאינן מתאימות לגוף הצוללן, עשויות לגרום לכך שהצוללן לא יהיה מסוגל להחזיק את ראשו מחוץ למים בעת הצורך.

אספקת אוויר וצריכה

צריכת האוויר משתנה ותלויה בהתאם לפרופיל הצלילה ומיומנויות הצוללן. צריכת אוויר מינימלית תתאפשר כשהצוללן משתמש בכמות המדויקת על מנת לשמור על ציפה נייטרלית במהלך הצלילה, על ידי כך שלא יבזבז את תערובת האוויר על ידי מילוי יתר של כיס האוויר והימנעות מצלילה עם משקל מוגזם (גוף וציוד). נפחו האמיתי של כיס האוויר לא אמור להיות מושפע מצריכת האוויר שנעשית על ידי צוללן מנוסה. צלילות עמוקות יותר ידרשו צריכת אוויר רבה יותר, וצלילות בהן הצולל מעמיק ומרדיד מספר רב של פעמים ידרשו ריקון אוויר בכל הרדדה ומילוי בכל העמקה.

מרבית מאזני הציפה מאפשרים, בנוסף, גם אינפלציה אוראלית - הזרמה של אוויר לכיס הייעודי, מתחת למים או מעל פני המים, מהריאות - באמצעות נשיפה ישירה מהפה לפתח ייעודי. תאורטית, הדבר מאפשר לצמצם את צריכת האוויר, אך בפועל הדבר אינו מומלץ משום שהפעולה דורשת מאמץ, וכן משום שהיא מצריכה להוציא את הרגולטור, דרכו נושמים מתחת למים, מהפה. אינפלציה אוראלית היא, אם כך, דרך חלופית להזין אוויר לכיס המאזן במקרה חירום של תקלה במערכת בקרת הלחץ, או כשנגמר האוויר במיכל ומעוניינים לצוף מעל פני המים.

הזנת אוויר במצב חירום באמצעות מחסנית של CO₂ אפשרית במאזני ציפה מסוימים.

ציוד איזון נוסף

קיימים סוגים נוספים של ציוד צלילה המשמש צוללנים ומשפיע על האיזון והציפה מתחת למים:

ראו גם

לקריאה נוספת

Acott, Chris J. (1996). "An evaluation of buoyancy jacket safety in 1,000 diving incidents." (אורכב 14.08.2009 בארכיון Wayback Machine). South Pacific Underwater Medicine Society journal 26 (2). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. Retrieved 2009-06-13 (אנגלית)
Buoyancy compensator evaluations(הקישור אינו פעיל) hosted by the Rubicon Foundation (אנגלית)
McLean, David: History of Buoyancy Compensators. Archived June 26, 2012 at the Wayback Machine (אנגלית)

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מאזן ציפה בוויקישיתוף

הערות שוליים

^ מונח אירופאי
^ מונח אמריקאי
^ ¹ ² Williams, Guy; Acott, Chris J (2003). "Exposure suits: a review of thermal protection for the recreational diver". South Pacific Underwater Medicine Society journal. 33 (1). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. אורכב מ-המקור ב-2011-07-27. נבדק ב-2009-06-13. (אנגלית)
^ Fead, L (1979). "Is dropping your weight belt the right response?". South Pacific Underwater Medicine Society Journal (reprinted from: NAUI News, September 1978). 9 (1). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. אורכב מ-המקור ב-2009-08-14. נבדק ב-2009-06-13. (אנגלית)
^ http://www.emedmag.com/html/pre/tox/0500.asp רעילות CO₂ (אנגלית)
^ ¹ ² Middleton, JR. (1980) Evaluation of Commercially Available Buoyancy Compensators. US Department of Defense Technical Information Center (http://www.dtic.mil/) http://archive.rubicon-foundation.org/3374 Accessed 5 June 2013 (אנגלית)

[Euro_term-1] מונח אירופאי

[NA_term-2] מונח אמריקאי

[suit-3] ¹ ² Williams, Guy; Acott, Chris J (2003). "Exposure suits: a review of thermal protection for the recreational diver". South Pacific Underwater Medicine Society journal. 33 (1). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. אורכב מ-המקור ב-2011-07-27. נבדק ב-2009-06-13. (אנגלית)

[Fead1979-4] Fead, L (1979). "Is dropping your weight belt the right response?". South Pacific Underwater Medicine Society Journal (reprinted from: NAUI News, September 1978). 9 (1). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. אורכב מ-המקור ב-2009-08-14. נבדק ב-2009-06-13. (אנגלית)

[5] ttp://www.emedmag.com/html/pre/tox/0500.asp רעילות CO₂ (אנגלית)

[Middleton_1980-6] ¹ ² Middleton, JR. (1980) Evaluation of Commercially Available Buoyancy Compensators. US Department of Defense Technical Information Center (http://www.dtic.mil/) http://archive.rubicon-foundation.org/3374 Accessed 5 June 2013 (אנגלית)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]