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다이빙 알수록 더 재미있다/다이빙 이론

[스쿠버다이빙 이론] 스쿠버 다이버와 중성부력 (4)

부력에 영향을 주는 인자는 어떤 것들이 있을까요?
(완벽한 중성부력을 컨트롤 하기 위해 고려해야 할 것 들)


▶ 다이빙 장비 



다이빙 장비도 각각 부력에 있어서 특성이 다르다. 음성부력인 장비, 양성부력인 장비 그리고 중성부력에 가까운 장비가 있습니다. 같은 종류의 장비 (예: BCD)라도 형태 및 재질에 따라서 부력 특성이 다릅다. 다이빙 장비를 몇 가지 나열해 보면 스킨장비인 마스크, 스노클, 핀, 슈트, 후드, 부츠, 장갑 등이 있을 수 있고 스쿠버 장비로 보면 호흡기세트, BCD 그리고 악세사리로는 SMB, 나이프, 랜턴, 카메라가 있을 수 있습니다. 공기 탱크도 중요한 장비 중 하나이지만 공기 탱크는 따로 세션을 만들어야 할 정도로 할 말이 많기 때문에 이후에 따로 다루겠습니다.


대부분의 장비는 부력보다는 장비의 기능적인 측면에 촛점을 두어 개발되는 것이 당연합니다. 이 말은 장비마다 부력이 다르다는 것입니다. 장비가 튼튼하고 수압에 잘 견딘다는 이유로 플라스틱 보다 금속으로 만들어진 랜턴, 하우징을 선호하지만 플라스틱재질 보다 금속재질로 만들어 졌을 때 훨씬 큰 음성부력을 가지게 됩니다. 물론 이런 장비가 비교적 크기가 작은 한 두개에 그친다면 큰 영향을 주지는 않겠지만 카메라 또는 대형 라이트와 같은 큰 장비라면 이러한 장비에 따른 부력 변화도 감안해야 합니다.


따지고 들자고 하면 마스크의 용적의 차이에 따라서 부력 차이가 당연히 나겠지만 전체에 비해서 기여하는 정도가 작기 때문에 이런 부분은 알고만 넘어가는 것이 정신건강에 좋습니다. 그러나 기여도가 큰 장비는 반드시 고려가 필요합니다. 


간단한 예로 네오프랜 드라이 슈트와 뷰틸 드라이 슈트는 부력 특성에 있어서 많이 다르다고 할 수 있으며 네오프랜 드라이슈트의 경우 뷰틸 드라이슈트보다 상대적으로 더 많은 웨이트가 필요하고 수심에 따른 부력변화도 비교적 큽니다. 카메라를 예로 들면 카메라 세트를 구성하는 것에 따라 카메라가 양성 부력을 가질 수도 있고 음성부력을 가질 수도 있습니다. 카메라가 심하게 양성 이거나 음성이면 장비를 놓쳤을때 잃어 버릴 가능성이 크고 수중유영시 무게중심에 영향을 주어 자세제어에 불편함을 느끼게 할 수도 있습니다. 또한 오리발도 형태와 재질에 따라서 부력이 천차만별입니다.


장비의 부력에 대해서 쭉 이야기 했는데, "그럼 어쩌라는 말인가요?" 라고 물어보시는 분도 있을 것 같습니다. 결론은 장비의 부력에 너무 크게 신경 쓸 필요는 없다는 것입니다. 요즘 사람들이 트랜드에 만감한것처럼 장비 세팅에 대해서도 그 트랜드가 확실한 경향이 있습니다. 드라이 슈트를 입을때는 제트핀처럼 무거운 핀이 좋고 열대 바다에서는 중성에 가까운 핀이 좋다는 얘기를 많이 듣는데(물론 일리가 있는 말 이지만..) 장비 구성에 있어서 이런 부분을 너무 맹신하지 않고 다이버 스스로 개성과 니즈를 잘 파악하고 스스로 구성한 세팅으로 꾸준히 연습해서 몸에 익히는 것이 더 중요하다고 생각합니다. 예를 들어 핀 부력이 음성이 크면 블래더를 약간 내리고 웨이트 배치를 약간 상체롤 이동하는 것이다. 이런식으로 몇번 장비세팅을 바꾸며 연습하다보면 내 신체에 맞는 세팅을 찾을 수 있게 됩니다.


악세서리의 경우에는 조금 얘기가 다릅니다. 기본적으로 모든 악세사리는 중성에 가깝게 맞추는 것이 악세서리 추가에 따른 부력 변화를 무시할 수 있어서 좋긴하지만 장비의 종류에 따라서 또는 다이버의 기호에 따라서 약간 양성으로 세팅하거나 음성으로 세팅할 수 있다. 개인적으로는 약간 음성의 장비를 선호합니다. 양성의 장비는 수중에서 덜렁거리기 때문에 부딪히거나 거추장 스러울 때가 있기 때문이죠. 그러나 카메라의 경우는 수면에서 전달하면서 놓치는 경우가 많아서 수면에서는 중성에 가까운 양성이 되고 수중에서는 중성이나 약간 음성이 되게 하는 것을 선호 한다.(어디까지나 개인적인 취향이니 존중해주세요. ^^)




▶ 공기탱크



스쿠버에서 사용하는 공기는 여러가지 종류가 있습니다. 각각의 공기가 가지는 밀도에 따라서 공기탱크의 무게(부력)이 다르겠죠? 1mol의 기체를 기준으로 모든 기체는 1기압, 0℃ 에서 22.4L의 부피를 가질경우 그 분자량 만큼의 질량을 가지게 됩니다. 눈치 빠르신 분들은 벌써 계산을 하고 계시겠네요. 일반 공기를 예로 들면 공기중 79%는 질소 21%는 산소 입니다. 공기의 분자량을 각각 곱해 보면 아래와 같습니다.

 즉, 1기압, 0℃에서 공기의 밀도는 

여기서 0℃인 것이 맘에 걸리네요. 한 겨울이라도 0℃에서  다이빙할 경우는 없겠죠? 그래서 좀 더 일반적인 25℃의 경우를 생각해 보겠습니다. 

0℃에서 22.4L의 기체가 25℃에서 얼마의 부피가 될까요?

 
25℃에서 공기의 부피는 24.45L가 되었습니다. 그럼 이때 밀도는 얼마일까요?

편의상 25℃에서 200bar로 충전된 11L 탱크를 기준을 정리해 보겠습니다. 탱크에 충전된 공기의 총 부피는 얼마일까요? 200x11이므로 2200L 라고 간단하게 계산을 할 수 있겠죠? 그럼 충전된 공기의 총 무게는 얼마 일까요? 2200x1.18 이므로 2.596Kg이 됩니다. 출수할 때 탱크의 잔압이 30bar라고 한다면 이때 공기의 무게는 0.389Kg 입니다. 다이빙 전후 탱크의 무게가 2.2Kg 정도 차이가 나겠죠? 출수 후 몸과 마음 뿐만이 아니라 탱크도 가벼워 진다고 좋아 할 일 만은 아닙니다. 만약 입수할때 웨이트가 부족하여 하강줄에 의지하여 겨우 입수 하였다면 안전정지 할 때 BC에서 공기를 모두 배출하여도 양성부력이 되어 안전정지를 정상적으로 마치기 어렵게 됩니다. 사용한 공기 만큼 탱크가 가벼워 졌기 때문입니다. 


이제 공기 뿐만이 아니라고 나이트록스, 헬리옥스, 산소 등의 기체에도 같은 원리로 계산이 가능합니다. 다른 기체에 대해서는 따로 포스트를 마련하겠습니다. 아직 부력에 대해 언급할 요소가 몇개 더 남아 있습니다.


P.S. 각 기체의 분자량은 주기율 표를 참고하세요. 



 
다음 포스트에 계속....