Một trong những bài học trong công tác cứu hộ đó là “luôn cố định để tránh những chuyển động không kiểm soát được”. Vì sao? Nạn nhân bị mắc kẹt có thể bị chảy máu trong hoặc thậm chí là gãy xương sống. Chỉ có nhân viên y tế mới có thể xác định được. Đội ngũ nhân viên cứu hộ được huấn luyện để đàm bảo rằng nạn nhân sẽ không chịu thêm thương tổn khi công tác cứu hộ đang diễn ra. Bất cứ chuyển động nào của sự vật đều có thể gây thêm chấn thương ngoài ý muốn cho nạn nhân, thậm chí là chấn thương nặng.
Nhân viên cứu hộ sử dụng khối chống trụ và các loại dụng cụ cố định khác để tránh những “chuyển động không kiểm soát được”. Nhân viên y tế sử dụng tấm ván cột sống và nẹp cổ. Tất cả các loại thiết bị được sử dụng với một mục đích duy nhất: “tránh chuyển động gây thêm thương tổn cho nạn nhân”.
HÃY CÙNG TÓM TẮT LẠI CÁC BƯỚC GIẢI CỨU NHƯ SAU:
1. Bảo vệ hiện trường, để tránh xảy ra thêm tai nạn nào khác nữa (ví dụ như đánh dấu hiện trường bằng hình chóp nón hay pháo sáng (chống chỉ định sử dụng ở những nơi dầu lan ra), đèn) và để tránh xảy ra hỏa hoạn (tắt bộ phận đánh lửa, đỗ xe đúng nơi quy định, ngắt ắc quy, rải bột hấp thụ lên những nơi có dầu và ga, sẵn sàng sử dụng vòi cứu hỏa và bình cứu hỏa).
2. Đánh giá tình trạng ban đầu của bệnh nhân bởi các nhân viên cứu hộ y tế chuyên nghiệp.
3. Cố định chiếc xe để tránh những chuyển động ngoài dự kiến và chuyển động của hệ thống giảm xóc, chuyển động nào cũng có thể gây sốc hoặc gây chấn thương cho nhân viên cứu hộ.
4. Bắt đầu banh mở xe hay làm cấu trúc xe biến dạng (như bậy cửa) để cho nhân viên y tế vào trong xem xét tình hình bệnh nhân và để thả lực chèn ép lên người bị nạn.
5. Loại bỏ một mảng của xe (thường là mui xe hoặc cửa xe) để giải cứu nạn nhân ra ngoài một cách an toàn, đặc biệt chú ý phần xương sống từ đầu đến lưng nạn nhân.
6. Giải cứu người bị nạn ra ngoài.
Về cơ bản, cứu hộ là cứu mạng của một cá nhân mà không gây thêm bất kì chấn thương nào. Với nhân viên cứu hộ, nhiệm vụ rất rõ ràng. Cố định chiếc xe và không cho xảy ra bất kỳ chuyển động bất kiểm soát nào.
Câu hỏi được đặt ra là: Vì sao thiết bị cứu hộ lại bỏ đi những yếu tố quan trọng đến vậy? Rõ ràng, những thiết bị nặng nề nhưng tràn đầy sức mạnh đã và đang được sử dụng cho công tác giải cứu. Chúng tạo ra lực, và lực khiến cho sự vật thay đổi. Tương tự như con lắc Newton. Một con lắc ở một đầu khiến cho con lắc ở đầu kia chuyển động, trong khi đó những con lắc ở giữa đứng im. Điều này chứng tỏ rằng lực được truyền đi vào tạo nên chuyển động. Khi ghi nhớ điều này, chúng ta còn chắc chắn là những thiết bị cứu hộ được đưa vào sử dụng đủ an toàn và chất lượng để cứu người?
Các chương tiếp theo sẽ đề cập chi tiết hơn về Lực, cách sinh ra Lực và tác động của Lực đến công tác cứu hộ và thiết bị cứu hộ.
THIẾT BỊ CỨU HỘ
Trong công tác giải cứu, nhân viên cứu hộ có rất nhiều sự lựa chọn cho thiết bị cứu hộ, như là thiết bị cắt và thiết bị banh mở. Phần lớn các thiết bị cứu hộ này đều có hệ thống thủy lực để thực hiện thao tác cắt hay banh mở. Tuy nhiên, ngày nay các loại xe đều được làm bằng chất liệu thép rất cứng như HSLA hay Boron. Vậy nên, việc thiết kế ra những thiết bị cứu hộ có sử dụng hệ thống thủy lực cũng là điều dễ hiểu.
Hệ thống thủy lực có thể sinh ra rất nhiều năng lượng và những năng lượng này có thể được truyền qua những ống nhỏ và ống dẻo. Chính vì thế hệ thống thủy lực được sử dụng rộng rãi ở những thiết bị cứu hộ công nghiệp. Tuy vậy, với thiết bị cứu hộ, một yếu tố khác cần được xem xét. Độ tin cậy và khả năng thao tác là hai yếu tố quan trọng bậc nhất trong mọi công tác cứu hộ. Một khía cạnh khác ảnh hưởng đến công năng của thiết bị cứu hộ đó là áp suất thủy lực, áp suất này sẽ tạo ra lực cần thiết để giải cứu nạn nhân. Nhân viên cứu hộ luôn cần đặt trọn niềm tin vào những thiết bị nào có thể hoàn thành thao tác một cách xuất sắc mà không thiệt hại năng lượng.
Thiết bị cứu hộ có rất nhiều ứng dụng: banh mở, cắt, kéo, đẩy và giữ. Tất cả ứng dụng này đều có thể được thực hiện nhờ có hệ thống thủy lực.
HỆ THỐNG THỦY LỰC HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?
Các thiết bị cứu hộ đều được thiết kế với hệ thống thủy lực bởi hệ thống này có thể sinh ra lực cực đại. Vậy Lực nghĩa là gì?
Trong vật lý lực được định nghĩa là “bất cứ tác động nào khiến một vật chịu sự thay đổi, dù là về chuyển động, hướng đi hay cấu trúc hình học”. Nói cách khác, một lực có thể khiến một vật có trọng lượng thay đổi vận tốc để di chuyển hoặc nó có thể khiến một vật biến dạng. Ở các thiết bị cứu hộ thủy lực, lực được tạo ra để thực hiện các thao tác cắt, banh mở và kéo những vật liệu chất lượng cao của xe.
LỰC CỦA CÁC THIẾT BỊ CỨU HỘ ĐƯỢC TẠO RA TRONG XYLANH THỦY LỰC GỒM CÓ:
· cần piston
· piston
· dầu thủy lực
· trục xylanh
VÍ DỤ SAU ĐÂY SẼ GIẢI THÍCH LỰC VÀ DIỆN TÍCH TIẾP XÚC LIÊN QUAN ĐẾN NHAU NHƯ THẾ NÀO:
Khi ấn đinh ghim và móng tay vào miếng gỗ bằng bàn tay bạn sẽ để ý rằng dùng móng tay sẽ đau hơn nhiều, dù rằng lực đẩy là ngang nhau. Lí do là vì để đẩy một vật trên diện tích tiếp xúc nhỏ hơn thì cần áp lực lớn hơn.
Sự khác biệt nằm ở diện tích tiếp xúc; đầu đinh ghim có diện tích tiếp xúc rất bé. Lực tác động lên một diện tích tiếp xúc nhỏ tạo ra áp lực rất lớn. Công thức của Áp Lực = F / A (Lực / Diện tích tiếp xúc) hay F = P x A (Lực = Áp lực x Diện tích tiếp xúc).
Đơn vị của lực là Newton. Áp lực, theo hệ thống đơn vị quốc tế chính thức (SI) có đơn vị là Pascal hay Mega Pascal (Mpa): 1 Mpa = 1 Newton trên Milimet vuông (Mpa = N/mm2). Tuy nhiên, đơn vị đo lường không thuộc SI, như là bar cũng được sử dụng và có giá trị bằng 100 megaPascal.
Trong ngành thiết bị cứu hộ, áp lực được đo bằng bar và thị trường được chia làm hai, những nhà sản xuất cung cấp thiết bị cứu hộ thủy lực 700 bar và 350 bar. Theo lẽ thường, ai cũng nghĩ rằng thiết bị cứu hộ vận hành tại 700 bar sẽ mạnh hơn nhiều so với thiết bị vận hành tại 350 bar. Tuy nhiên, sự thực không phải như vậy.
Như đã nói, các vật liệu được dùng cho xe hiện nay đều rất cứng, như là HSLA. Thiết bị cứu hộ phải đủ mạnh để đương đầu với những chất liệu chất lượng cao như vậy. Vì vậy, giả thiết đặt ra rằng thiết vị cứu hộ cần có một lực nhất định để thực hiện thao tác đặt ra, ví dụ cắt cột trụ của xe. Điều này dẫn tới việc “lực” trở thành một thông số không đổi. Mặt khác, tiêu chuẩn áp lực của các thiết bị cứu hộ là 350, 620, 630, 640, 700 hay 720 bar; đây lại là một thông số khác không đổi. Vậy chỉ còn một thông số có thể thay đổi trong thiết bị cứu hộ: Diện tích tiếp xúc.
Nhìn chung, nếu bạn cần tạo ra lực F tương đương mà sử dụng áp lực ít hơn (350 bar với 700 bar) thì chỉ cần có diện tích tiếp xúc A lớn hơn mà thôi.
ĐIỀU GÌ KHIẾN THIẾT BỊ CỨU HỘ THAO TÁC XUẤT SẮC VÀ ĐÁNG TIN CẬY?
Ở phần trước, chúng ta đã rõ vì sao các nhà sản xuất thiết bị cứu hộ lại lựa chọn hệ thống thủy lực; chúng sinh ra năng lượng nhiều hơn và rất đáng tin và cà có thể xử lý các vật liệu chất lượng cao dùng cho xe cơ giới ngày nay. Dù có đủ mạnh như vậy, các đặc điểm và thông số khác có đủ tốt để đảm bảo công tác cứu hộ an toàn không? Câu trả lời khá thẳng thắn.
· Trọng lượng
· Công năng và khả năng thực hiện thao tác
· Độ bền và an toàn
Chúng ta đã đi đến kết luận rằng áp lực là điều bắt buộc để sinh ra năng lượng cần thiết để thiết bị thực hiện thao tác cắt, banh mở hay kéo. Tài liệu này sẽ đi sâu nghiên cứu mối quan hệ giữa áp lực, trọng lượng và công suất. Bên cạnh đó, khả năng thao tác cũng như độ an toàn và độ bền của thiết bị cũng được xem xét. Chúng ta sẽ cố gắng xem nếu thiết bị cứu hộ siêu việt có tồn tại hay không, một thiết bị loại bỏ mọi khả năng tạo ra chuyển động bất kiểm soát.
TRỌNG LƯỢNG
Công tác cứu hộ tốn rất nhiều thời gian. Chúng ta cần phải nắm bắt được tình huống và cần phải có một nhân viên cứu hộ kinh nghiệm mới có thể giải cứu thành công. Tuy nhiên, nghiên cứu đã cho thấy gần 60% các chấn thương của nhân viên cứu hộ bị gây ra do sự quá tải và căng thẳng.
Cần phải giảm trọng lượng thiết bị. Kết quả là gì? Chúng ta có thể giảm trọng lượng mà không gây ra hậu quả gì không? Câu trả lời có thể được tìm thấy trong công thức sau đây:
P = F / A và F = P x A
Chúng ta biết rằng cần phải có một lực nhất định để thiết bị cứu hộ có thể cắt hoặc banh mở hoặc kéo. Tất cả các tính toán đều dựa trên giả thiết rằng Lực và Áp lực không đổi và thiết bị cứu hộ vận hành tại 350 hoặc 700 bar.
VÍ DỤ:
Chúng ta muốn tạo ra 1400kN với thiết bị thủy lực vận hành tại 350 và 700 bar. Kết quả của diện tích tiếp xúc A là gì?
1400 = 350 x A với A = 4
1400 = 700 x A với A = 2
Công thức trên chứng minh rằng nếu thay đổi diện tích tiếp xúc thì vẫn có thể tạo ra lực không đổi. Để tạo ra lực không đổi với áp lực thấp, kích thước piston cần phải tăng và ngược lại. Do cùng dùng lực ngang nhau nên chu vi của cần piston không đổi với các thiết bị thủy lực 350 và 700 bar. Mặt khác, chu của piston tăng làm trục xylanh lớn hơn, vậy nên thiết bị sẽ có kích thước lớn hơn, trọng lượng nặng hơn.
Chỉ cần thay đổi diện tích xylanh thì thiết bị vẫn tạo ra lực không đổi
Hãy nhìn lại ví dụ trước đó về việc chiếc đinh ghim tạo ra lỗ trên miếng gỗ, trong khi đó móng tay chúng ta với lực mạnh hơn nhiều lại không thể. Ví dụ này cho thấy rằng kích thước của diện tích tiếp xúc có quan hệ trực tiếp đến áp lực. Lực tác động lên piston có kích thước nhỏ có thể đem lại áp lực rất lớn. Áp lực lớn tự động khiến dầu thủy lực bị nén nhiều hơn và tạo sức ép lớn lên thành xylanh.
Bởi vậy, kích thước của diện tích tiếp xúc có quan hệ trực tiếp tới áp lực. Lực tác động lên một diện tích tiếp xúc nhỏ tạo ra nhiều áp lực. Áp lực lớn tạo nên sức ép, mà sức ép cần có mặt ngoài phải dày và vững chắc vậy nên trọng lượng thiết bị tăng theo. Thực tế thì mặt ngoài của thiết bị vận hành tại 700 bar lớn hơn gấp 2 lần thiết bị vận hành tại 350 bar. Điều này đảm bảo rằng mặt ngoài không bị nổ khi có áp lực cao.
Khi so sánh nhanh giữa các thiết bị cứu hộ ta để ý thấy rằng các thiết bị vận hành tại 700 bar nặng hơn thiết bị vận hành tại áp lực bằng một nửa; có thể chênh lệch trọng lượng đến 2kg hoặc hơn nữa.
Nhìn chung người dùng sẽ muốn chọn thiết bị áp lực thấp bởi nó có trọng lượng nhẹ, có lợi cho nhân viên cứu hộ trong công tác cứu hộ cũng như tránh được nhiều chấn thương không cần thiết.
CÔNG NĂNG
Có lẽ không cần phải giải thích thêm rằng công năng và khả năng vận hành một cách dễ dàng là tiêu chí hàng đầu của thiết bị cứu hộ trên hiện trường. Sẽ chẳng ai muốn sở hữu những thiết bị cứu hộ cồng kềnh, khó mang vác hay vận hành phức tạp, thậm chí kích thước quá lớn để mang vào những nơi có không gian nhỏ hẹp. Quan trọng hơn nữa, công năng của thiết bị cứu hộ không bao giờ được hao mòn.
NHỮNG ĐẶC TÍNH ẢNH HƯỞNG TRỰC TIẾP ĐẾN CÔNG NĂNG:
· Lực đầu ra
· Tổng trọng lượng (như đã đề cập ở phần trước)
Lực đầu ra
F = P x A hay P = F / A
Công thức này đã cho thấy rằng khi giảm áp lực, cần phải tăng diện tích tiếp xúc để tạo ra lực không đổi. Lực này được tạo ra khi piston di chuyển lên trên và lực được truyền qua thiết bị cứu hộ. Với thiết bị cắt, lực sẽ được truyền đến lưỡi cắt để thực hiện thao tác cắt. Với thiết bị banh mở, piston truyền lực đến càng banh để banh mở vật liệu.
Như phần trước đã nêu, các thiết bị 350 bar đều có piston với chu vi lớn hơn (diện tích tiếp xúc lớn hơn), trong khi đó cần piston vẫn giữ chu vi không đổi so với thiết bị 700 bar (bởi lực tạo ra như nhau). Nếu chu vi của cần piston không đổi, nhưng diện tích tiếp xúc piston lớn hơn do có áp lực 350 bar, diện tích hiệu quả phía bên cần piston sẽ lớn hơn so với thiết bị 700 bar. Điều này rất quan trọng cho những thiết bị cứu hộ vừa có thể cắt vừa có thể banh mở, hay thiết bị hỗn hợp.
THIẾT BỊ HỖN HỢP
Khi cắt, piston sẽ chuyển động; cả hai thiết bị 350 bar và 700 bar đều tạo ra một lực ngang nhau (F = P x A). Tuy nhiên, khi banh mở, piston sẽ di chuyển theo hướng ngược lại, tạo ra lực phản hồi.
Với áp suất 350 bar, Resqtec sở hữu một trong những thiết bị hỗn hợp có công suất banh cắt mạnh mẽ nhất trên thị trường
Lực phản hồi này sẽ tạo ra đủ để thiết bị thực hiện thao tác banh mở một cách vô cùng hiệu quả. Quá trình thử nghiệm đã chứng minh rằng giảm lực phản hồi tương đương với việc áp lực vận hành tăng. Điều này dẫn đến các thiết bị 700 bar có hiệu năng của lực phản hồi thấp.
Nói cách khác, các thiết bị vận hành tại 700 bar mất dần công năng khi cần đến lực phản hồi dùng cho thao tác cắt của thiết bị hỗn hợp. Thiết bị hỗn hợp như vậy sẽ vận hành không hiệu quả và không thể xử lý được những chất liệu chất lượng cao dùng cho các loại xe.
ĐỘ BỀN VÀ AN TOÀN
Tính toàn diện, độ bền và an toàn của các thiết bị điều được kiểm chứng bằng thử nghiệm EN. Tất cả các thiết bị cứu hộ trên thị trường hiện nay tuân thủ theo tiêu chuẩn EN và/hoặc NFPA đều an toàn.
Tuy nhiên, với áp lực vận hành cao hơn thì sự hao mòn của chất liệu và các bộ phận sẽ nặng nề hơn. Điều đó có nghĩa là những thiết bị vận hành ở áp lực cao này và các bộ phận kèm theo như bơm, vòi hay khớp nối, đều sẽ phải được bảo trì bảo dưỡng thường xuyên hơn và hoạt động này sẽ rất đắt đỏ.
TÓM TẮT
Cố định là phần bắt buộc để công tác cứu hộ được hoàn thiện. Để cố định được xe (hay các vật thể khác), cần phải đảm bảo rằng xe không được di chuyển. Bất cứ sự chuyển động nào của xe sẽ có thể gây thêm chấn thương cho người bị nạn.
Trong cứu hộ, thiết bị thủy lực thường được sử dụng do lượng năng lượng hệ thống thủy lực có thể sản sinh ra. Với độ phức tạp của các chất liệu chất lượng cao hiện nay ở các xe, dễ hiểu vì sao ta lại cần lượng năng lượng lớn đến vậy. Để tạo ra lực lớn như vậy cần có áp lực và diện tích tiếp xúc nhất định (F = P x A), trong đó lực và áp lực không đổi để cho thiết bị cứu hộ thao tác theo đúng nhiệm vụ (cắt, banh mở hay kéo), còn diện tích tiếp xúc thì không.
Tuy nhiên, khi phân tích kỹ thuật của hệ thống thủy lực và thử nghiệm chuyên sâu, ta thấy rằng áp lực cao có thể không phù hợp với các thiết bị cứu hộ bởi:
· Trọng lượng tăng: áp lực cao tạo sức ép lớn lên bề mặt ngoài của xylanh, vậy nên cần có chất liệu dày hơn để xử lý được sức ép này.
· Công suất giảm: áp lực cao giảm độ hiệu quả của lực phản hồi. Lực này bắt buộc phải có ở thiết bị banh mở và không được làm hao mòn công năng.
· Yêu cầu bảo dưỡng cao hơn: áp lực cao dẫn tới nhiệt độ cao bởi lúc đó năng lượng được tạo ra. Tăng nhiệt độ đồng nghĩa với việc chất liệu thiết bị sẽ bị hao mòn (công năng giảm theo thời gian)
· Ít an toàn: các thiết bị áp lực cao tạo ra lực không kiểm soát dẫn đến các chuyển động khó kiểm soát trong khi đang vận hành (áp lực cao dẫn tới sức ép dầu thủy lực năng lượng bên trong lớn khiến cho nhiều năng lượng được xả và tạo ra những chuyển động không kiểm soát được).
KẾT LUẬN
Trong cứu hộ nên dùng các thiết bị thủy lực áp lực thấp ((> 300 bar và nhỏ hơn 500 bar). Áp lực thấp an toàn hơn, sinh ra lực dễ kiểm soát hơn và dẫn đến vận hành dễ kiểm soát hơn.
Đồng thời, áp lực thấp không làm giảm công năng khi thực hiện thao tác banh mở (thiết bị hỗn hợp). Các thiết bị áp lực thấp ít sinh nhiệt hơn, ảnh hưởng tốt đến độ bền của chất liệu và nhu cầu bảo trì sản phẩm cũng ít hơn. Sự kết hợp giữa khả năng vận hành có kiểm soát, độ an toàn cao cùng với trọng lượng thấp hơn, tất cả đều có lợi cho nhân viên cứu hộ và giảm thiểu khả năng chấn thương.
