Hukum Fisika Dalam Scuba Diving

Yang dihindari para penyelam adalah decompression sickness. Secara awam, penyakit dekompresi bisa diartikan sebagai kondisi di mana akumulasi nitrogen yang terlarut setelah penyelaman membentuk gelembung udara yang menyumbat aliran darah dan mengganggu sistem syaraf pada tubuh.

Akibatnya, muncul kondisi yang mirip stroke, dengan gejala seperti mati rasa, kelumpuhan. Bila dalam kondisi lebih parah, bisa berakibat fatal; penderita meninggal dunia.

Berbagai hukum fisika berlangsung selama penyelaman. Mulai dari hukum Archimedes, Boyle, Charles, Dalton, dan Henry. Agar lebih mudah mengingatnya, biasa disingkat dengan hukum ABCDH.

Dari lima teori ini, hukum Henry-lah yang dianggap paling mampu menjelaskan proses dekompresi dan penyakit dekompresi yang dialami penyelam. Teori Henry secara singkat menyebut, "Kelarutan gas berbanding lurus dengan tekanan pada gas itu." selain hukum Henry, hukum Boyle yang menyebutkan, "Semakin tinggi tekanan udara berbanding lurus dengan kepadatan udara dalam volume yang sama."

Hukum-hukum fisika ini tentu saja hanya menjelaskan teori yang mendasari proses terjadinya penyakit dekompresi, namun yang menjadi biang keladinya adalah gas Nitrogen. Seperti diketahui, udara yang kita hirup sehari-hari tidak hanya berisi oksigen (O2), melainkan terdapat juga berbagai gas lain, termasuk nitrogen.

Selama ini banyak yang beranggapan, bahwa penyelam bernapas dengan gas murni yang tersimpan dalam tabung. Tentu saja anggapan ini salah.
Meskipun tubuh manusia membutuhkan oksigen dalam bernafas, namun gas ini akan berubah menjadi racun bila berada dalam tekanan yang tinggi. Karena itu, gas yang terdapat dalam tabung penyelam adalah udara normal yang dikompresi menggunakan alat kompresor.

Udara sendiri terdiri dari 78,084% nitrogen, 20,946% oksigen dan 1% gas-gas lain yang tidak memiliki efek. Agar lebih mudah diingat, biasanya dibulatkan menjadi 79% Nitrogen dan 21% Oksigen.

Nitrogen adalah gas paling berlimpah di atmosfer, tetapi tidak digunakan dalam sistem pernafasan manusia. Gas nitrogen inilah yang  meningkatkan risiko penyelaman, di mana salah satunya adalah penyakit dekompresi.

Dalam kehidupan sehari-hari, nitrogen yang tidak berguna bagi tubuh akan dibuang dengan cepat melalui proses respirasi atau pernafasan. Namun kondisi ini akan berbeda ketika melakukan penyelaman. Penambahan tekanan seiring semakin dalam penyelaman dilakukan, maka jumlah nitrogen yang masuk ke tubuh juga meningkat.

Peningkatan jumlah nitrogen dalam tubuh pada saat penyelaman berjalan sesuai dengan Hukum Henry. Artinya semakin dalam penyelaman, maka semakin banyak juga Nitrogen yang memenuhi tubuh penyelam. Kelebihan nitrogen dalam tubuh akan diserap oleh jaringan. Jaringan lemak dikenal yang paling banyak menyerap Nitrogen.

Tubuh manusia sebenarnya mampu menetralisir kelebihan nitrogen dalam ambang wajar. Tubuh akan dengan cepat melepaskannya kembali  lewat proses respirasi.

Hal yang sama juga sebenarnya terjadi saat penyelaman. Tubuh dengan sendirinya akan berusaha melepaskan kelebihan Nitrogen yang terdapat dalam tubuh. Namun proses ini tidak bisa dilakukan secepat saat kita berada di permukaan. Butuh waktu untuk melepaskan sisa nitrogen yang terdapat di dalam tubuh. Perbedaan tekanan juga membuat proses pelepasan nitrogen ini perlu dilakukan secara berhati-hati.

Dalam sebuah percobaan hukum Henry terlihat bagaimana udara yang ditempatkan bersama air dalam sebuah bejana diberi tekanan. Semakin besar tekanan yang diberikan, maka tingkat kelarutan udara dalam zar cair akan semakin meningkat juga.
Sebaliknya, 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 di dalam zat cair akan dibebaskan secara cepat pula, dan membentuk gelembung udara seperti air mendidih (boiling water). Kondisinya mirip dengan minuman bersoda yang tutupnya tiba-tiba dilepas akan menimbulkan buih akibat lepasnya gas CO2.

Proses ini-lah yang dialami oleh para penyelam bila melakukan penyelaman yang cukup lama dan naik terlalu cepat ke permukaan. Perbedaan tekanan yang terjadi menyebabkan tubuh tidak cukup waktu untuk melepaskan Nitrogen yang berlebih. Bahkan, perubahan tekanan yang terlalu cepat membuat gas tersebut menjadi buih yang berpotensi menyumbat pembulu darah dan mengganggu fungsi syaraf. Kondisinya mirip dengan buih yang terbentuk saat botol bir yang dibuka tiba-tiba.

Gejala penyakit dekompresi biasanya terbagi dua. Pertama tipe pain only yang relatif lebih ringan dan biasanya menyebabkan rasa sakit di bagian persendian, sakit kepala, dan gatal-gatal di kulit. sedangkan tipe kedua adalah yang serius. Ini biasanya terjadi bila penyelam melakukan pelanggaran berat terhadap aturan durasi dan kedalaman serta naik ke permukaan dengan cepat. Akibatnya, efeknya bisa mengakibatkan kelumpuhan, kehilangan kesadaran, bahkan bisa memicu kematian.

Karena itu, bagi penyelam, penting untuk mengetahui cara kerja tabel penyelaman agar mengetahui batasan kedalaman dan durasi penyelaman. Selain itu, penyelam juga harus naik dengan perlahan-lahan dan melakukan deco stop bila dibutuhkan. Deco stop adalah kondisi di mana penyelam berhenti di kedalaman tertentu untuk memberi waktu bagi tubuh  mengeluarkan kelebihan Nitrogen yang terdapat dalam jaringan.

Baca juga: 8 Mitos Yang Salah Tentang Menyelam |  10 Alasan Kenapa Anda Harus Mencoba Scuba Diving