Człowiek pod wodą. Technika wyrównywania ciśnienia w uszach podczas nurkowania. Gdy ciało zanurzone jest w wodzie, następuje ucisk

Jeszcze przed urodzeniem człowiek żyje w środowisku wodnym przez 9 miesięcy. Niemowlęta uczą się pływać szybciej, niż potrafią mówić i czują się pewniej w wodzie niż na twardej powierzchni.

Mijają lata, a ludzie dojrzewając, szukają możliwości powrotu do wody. Ocean nas wzywa, a my nie jesteśmy w stanie pokonać tego instynktu. W wodnym świecie nie jesteśmy obcy. Wracamy na chwilę do domu. Nurkowanie to klucz do jedności z oceanem, aktywność dla osób zakochanych w morzu, pewnych siebie i swoich przyjaciół.

Dziękujemy za uwagę dotyczącą nurkowania!

• Nurkowanie

  Gdzie zacząć? Czy do nurkowania wymagane jest specjalne szkolenie?

• Fizjologia nurkowania

  Co dzieje się z ludzkim ciałem pod wodą?

• Możliwe zagrożenia

  Co nurek musi wiedzieć, żeby czuć się komfortowo?
  nowe nurkowania?

Fizjologia nurkowania

Co dzieje się z ludzkim ciałem pod wodą.

Mamy dla Ciebie dobrą wiadomość. 70% ludzkiego ciała nie reaguje w żaden sposób na nurkowanie pod wodą. Dlaczego?... Tak, po prostu dlatego, że samo ciało ludzkie składa się w 70% z wody. Dlatego organizm ludzki nie odczuwa dyskomfortu podczas nurkowania. Szczególnie od amatorskich nurkowań do głębokości 40 metrów. To prawda, że ​​nadal 30% będzie musiało uzyskać niewielką pomoc.

Przede wszystkim przyjrzyjmy się, co dzieje się z płucami człowieka podczas nurkowania na głębokość, powiedzmy, 30 metrów. Widzieć zdjęcie:

Na powierzchni nasze płuca podlegają ciśnieniu równemu jednej atmosferze. Co dziesięć metrów schodzimy podczas nurkowania, do tej jednej atmosfery dodawana będzie dodatkowa atmosfera. Tak więc na głębokości 10 metrów na płuca wpływają już dwie atmosfery, na głębokości 20 metrów - trzy atmosfery, a na głębokości 30 metrów - 4 atmosfery.

Jeśli nie dodasz powietrza do płuc, jak widać na rysunku, ich objętość na głębokości 30 metrów zmniejszy się 4-krotnie i wyniesie zaledwie 25% pierwotnej objętości. Ale znowu mamy dobrą wiadomość. Jeśli nie będziesz wstrzymywał oddechu pod wodą (a podczas nurkowania nie ma takiej potrzeby), objętość Twoich płuc nie ulegnie zmianie. Ciśnienie zewnętrzne będziesz stale kompensować nowymi porcjami wdychanego powietrza.

Płuca są bardzo delikatnym i ważnym narządem człowieka. Nurek amator nie powinien bawić się pojemnością płuc – taki los mają doświadczeni podwodni myśliwi i freediverzy. Dlatego z tego wynika jeden z głównych postulatów nurkowania - nigdy nie wstrzymuj oddechu podczas nurkowania. Jeśli podczas nurkowania wstrzymanie oddechu nie stwarza większego zagrożenia, to podczas wynurzania takie niebezpieczeństwo istnieje i jest ono bardzo poważne.

Wyobraź sobie, że wstrzymałeś oddech na głębokości 30 metrów i zacząłeś się wynurzać. Twoja pojemność płuc była w normie, ponieważ podczas nurkowania oddychałeś i stale wciągałeś powietrze do płuc. Ale idź na górę, wstrzymując oddech. Ciśnienie zewnętrzne zmniejsza się czterokrotnie. Zgodnie ze wszystkimi prawami fizyki objętość płuc powinna proporcjonalnie wzrosnąć 4 razy, ale ludzkie płuca nie są do tego zdolne. W rezultacie płuca nie są w stanie wytrzymać obciążenia i doznają poważnej barotraumy od wewnątrz.

Dlatego w żadnym wypadku nie należy wstrzymywać oddechu podczas nurkowania. Stały i równomierny oddech nurka zapewnia płucom terminowy dopływ powietrza niezbędny do utrzymania ich objętości oraz terminowy odpływ nadmiaru powietrza w momencie wynurzania się na powierzchnię. Po prostu oddychając miarowo pod wodą, zapewnisz sobie komfort płuc podczas całego nurkowania, niezależnie od głębokości, na jaką się schodzisz.

Uszy, zatoki szczękowe i przynosowe.

Oprócz płuc człowiek ma także małe wnęki powietrzne, które podczas nurkowania mogą być narażone na zmiany ciśnienia. Są to ucho środkowe i wewnętrzne, a także zatoki szczękowe i przynosowe. Ciśnienie w tych wnękach wyrównuje się po prostu, patrz artykuł jak prawidłowo wydmuchać uszy. Podczas wydmuchiwania uszu następuje równoczesne wyrównanie ciśnienia we wszystkich zatokach, pod warunkiem, że nie występuje przeziębienie lub przewlekłe choroby laryngologiczne.

Ważne jest, aby zrozumieć, że w przypadku przeziębienia (katar, ostre infekcje dróg oddechowych, grypa itp.) często niemożliwe jest wyrównanie ciśnienia w uszach i zatokach. Zapalona błona śluzowa i rozszerzone naczynia blokują wypełnione powietrzem jamy i nie mogą się ze sobą swobodnie komunikować. Należy powstrzymać się od nurkowania do czasu całkowitego wyzdrowienia, ponieważ nurkowanie na głębokość większą niż sześć metrów bez wyrównania ciśnienia może spowodować dyskomfort, a nawet barotraumę ucha.

W przeciwnym razie nic specjalnego nie czeka na nurka pod wodą ze zmianami głębokości. Najpoważniejsze zmiany zachodzą na pierwszych dziesięciu metrach. Jeśli na początku nurkowania udało Ci się wyrównać ciśnienie w uszach, to w przyszłości wszystko będzie dobrze. Na dużych głębokościach należy jednak brać pod uwagę ciśnienie parcjalne tlenu i azotu w mieszaninach gazowych, lecz dla początkującego nurka informacja ta nie będzie przydatna. Na specjalnych kursach uczy się specyfiki wpływu azotu i tlenu na organizm ludzki wraz ze wzrostem głębokości.

Dawno, dawno temu tylko literaccy bohaterowie Juliusza Verne’a mogli podróżować w głębiny morskie, ale w 1960 roku nie fantastyczny Nautilus, ale zupełnie prawdziwy batyskaf z dwoma naukowcami na pokładzie (J. Picard i D. Walsh). ) dotarł do dna jednego z najgłębszych zagłębień Pacyfiku - 10919 m.

Nawet w najśmielszych snach ludzkość nie mogła liczyć na taki sukces. Składając hołd śmiałości badaczy, nie można nie przyznać, że takie osiągnięcie stało się możliwe dopiero w naszych czasach – dzięki rozwojowi nowoczesnych technologii.

Głębokość nurkowania bez sprzętu do nurkowania ograniczona jest przede wszystkim zapasami tlenu dostępnymi w organizmie (około 2,5 litra). Nurkowi pomaga także fakt, że ciśnienie wody wyciskającej krew z kończyn zwiększa jej nasycenie w płucach. Na przykład Francuz Jacques Maillol zdołał zanurzyć się na głębokość 105 m bez sprzętu do nurkowania. Wskoczył do wody po linie z prędkością 10 m/s, a następnie z tą samą prędkością wynurzał się. Jedną z tajemnic tego fenomenu jest to, że w momencie ustanawiania swojego nowego rekordu świata Maillol miał 10-letnie doświadczenie w treningu w systemie jogi. Nauczył się doskonale rozluźniać mięśnie i wstrzymywać oddech na maksymalnie 4 minuty, a także zwiększył pojemność płuc do 7,4 litra. Dzięki tak długiemu wstrzymaniu oddechu ciało człowieka w głębinach przypomina batyskaf, czyli w wyniku wyłączenia wymiany gazowej organizm nie ma problemu zaburzeń dekompresyjnych, które opowiemy o tym czytelnikowi później. Ciekawostką jest również to, że Maillol nurkuje do głębokości 50 m z klipsem na nos, który zapobiega przedostawaniu się wody do nosogardzieli. Po dalszym zanurzeniu zdejmuje zacisk na nos, a następnie, w wyniku wnikania wody do nosogardzieli, wyrównuje się ciśnienie barometryczne na zewnętrznej i wewnętrznej stronie błony bębenkowej. Eliminuje to nieprzyjemne uczucie w uszach związane z jednostronnym ciśnieniem wody na błony bębenkowe. Oczy Maillola są chronione soczewkami kontaktowymi w podwodnych głębinach.

Wśród kobiet młody włoski nurek Angela Bandini odniósł spektakularny sukces w 1986 roku.

W pobliżu wyspy Elba zanurkowała bez sprzętu do nurkowania na rekordową dla kobiet głębokość 52,5 m. Cała operacja trwała 2,5 minuty. Pięć lat wcześniej Bandini zanurkował na głębokość 20 metrów w lodowatych wodach jeziora położonego na wysokości pięciu kilometrów w Pery.

Mówiąc o podwodnych rekordach, nie sposób nie wspomnieć o bohaterstwie wielokrotnego rekordzisty świata w nurkowaniu Shavarsha Karapetyana. Kiedy w 1982 roku trolejbus z 20 pasażerami spadł i zatonął w zimnych wodach zbiornika Erywań na głębokości 8–9 m, Karapetyan nurkował z rzędu na dno przez ponad 20 minut i uratował życie wszystkich ofiar. Następnie pomógł także wyciągnąć sam trolejbus. Był to zarówno wyczyn obywatelski, jak i nieoficjalny rekord sportowy.

Ale rekord penetracji nurków w głąb morza wynosi 565 m. Został ustanowiony w 1972 roku przez dwóch Francuzów.

W 1986 roku Amerykaninowi Jayowi Smithowi udało się pozostać pod wodą w sprzęcie do nurkowania przez 124 godziny i 30 minut, a jego rodaczce Fay Henry udało się pozostać pod wodą ponad 72 godziny. W tym samym czasie odpoczywali i jedli za pomocą dzwonka powietrznego.

Książka M.V. Wasiliewa „Materia” (1977) opisuje, jak w komorze ciśnieniowej czterem ochotnikom udało się wytrzymać ciśnienie barometryczne odpowiadające głębokości 1520 m! Na takiej „głębokości” spędzili 4 godziny bez szkody dla siebie i to przy ciśnieniu barometrycznym 152 razy wyższym od ciśnienia na Ziemi. Jeśli przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym zaoferujesz osobie oddychanie mieszaniną zawierającą 99,86% helu i 0,14% tlenu, wówczas straci przytomność z powodu niedoboru tlenu w ciągu 1-2 minut. Ale przy ciśnieniu barometrycznym odpowiadającym głębokości morza 1,5 km osoba będzie mogła swobodnie oddychać tą mieszaniną w taki sam sposób, jak w normalnych warunkach oddycha powietrzem atmosferycznym. I odwrotnie, oddychanie powietrzem atmosferycznym pod ciśnieniem kilkudziesięciu atmosfer jest śmiertelne. W takich warunkach organizm zostanie zatruty azotem i... tlenem. Tak, tak, ten sam tlen, który w innych przypadkach ratuje życie. Nadmierne nasycenie tlenem prowadzi do poważnych, czasem nieodwracalnych zmian w organizmie.

W naszym kraju w 1985 roku czterech ochotników przebywało przez ponad miesiąc w komorze ciśnieniowej na „głębokości” 450 m. W tym samym czasie nurkowie arktyczni rozpoczęli podwodne prace techniczne na dnie morskim, znajdując się na głębokości 300 m. nieprzerwanie przez 1,5 godziny.

Przy znacznie podwyższonym ciśnieniu barometrycznym zagrażający życiu staje się nie tylko tlen zawarty w powietrzu atmosferycznym, ale także zawarty w nim azot. Gaz ten doskonale rozpuszcza się w tkance nerwowej, wywołując najpierw efekt narkotyczny, a następnie toksyczny. Narkoza azotowa, czyli „głębokie zatrucie”, zwykle występuje, gdy osoba oddycha powietrzem atmosferycznym na głębokości 30–100 m. W tym stanie traci kontrolę nad sobą. Znane są przypadki, gdy płetwonurkowie w stanie „głębokiego upojenia” zabrali ustnik z wężem, przez który dostarczane było z ust powietrze z butli i zmarli. Dlatego nurek nurkujący na duże głębokości otrzymuje mieszankę gazową, w której azot zastępuje się helem, który jest znacznie słabiej rozpuszczalny w tkance nerwowej i krwi.

Zastąpienie azotu helem pomaga nurkowi uniknąć tak zwanej choroby dekompresyjnej lub choroby dekompresyjnej podczas wynurzania się na powierzchnię wody. Powstaje głównie dlatego, że podczas gwałtownego wzrostu dodatkowa ilość azotu rozpuszczonego we krwi, płynie tkankowym i tkankach nie ma czasu na uwolnienie z organizmu. We krwi pojawiają się pęcherzyki gazu, co może prowadzić do zablokowania ważnych naczyń.

W latach 50-tych wniósł ogromny wkład w przełamanie tej fizjologicznej bariery. młody szwajcarski naukowiec Hans Keller. Istotą jego pomysłu jest sekwencyjna zmiana różnych mieszanin gazów podczas wynurzania. Na głębokości od 300 do 90 m sugeruje oddychanie mieszaniną helu i tlenu, od 90 do 60 m mieszaniną azotu i tlenu, od 60 do 15 m mieszaniną argon-tlen i od 15 m do powierzchni wody – czysty tlen. Po eksperymentach na sobie Keller podniósł się z głębokości 222 m w zaledwie 53 minuty. Ale dotarcie do niego z głębokości 180 m zajęło 12 godzin!

Choroba dekompresyjna może wystąpić nie tylko podczas wynurzania się z głębin na powierzchnię wody, ale także podczas szybkiego rozrzedzania atmosfery w komorze ciśnieniowej. W naszej praktyce zdarzył się przypadek, gdy osoba wdychała tlen przez maskę w komorze ciśnieniowej przy rozrzedzeniu panującej w niej atmosfery odpowiadającej wysokości 11 000 m n.p.m. i jednocześnie wykonywała pracę na ergometrze rowerowym do 1000 m n.p.m. kgm/min. W 26. minucie pracy pojawił się ból dekompresyjny w lewym kolanie. Ignorując ich, wolontariuszka kontynuowała pracę. Po kolejnych 5 minutach pęcherzyki gazu zaczęły zatykać duże naczynia płucne. W efekcie pomimo oddychania tlenem doszło do uczucia nagłego uduszenia, a nawet do utraty przytomności. W ciągu zaledwie 3 minut ciśnienie barometryczne w komorze ciśnieniowej unormowało się, a następnie ofiarę „zanurzono” w komorze hiperbarycznej na „głębokość” 15 m, gdzie przebywała przez 1 godzinę. Jednak jego stan zdrowia nie ustał pogorszyło się, a ciśnienie krwi spadło do 50/0 mm Hg. Sztuka. Dopiero po resuscytacji i dwutygodniowym leczeniu szpitalnym udało się całkowicie wyeliminować skutki choroby dekompresyjnej.

Nawiasem mówiąc, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo zachorowania na chorobę dekompresyjną podczas gwałtownego wynurzania się na powierzchnię wody, można zalecić nurkom… uprawianie wspinaczki wysokogórskiej. Z naszych obserwacji ośmiu ochotników, którzy wykonywali ciężką pracę fizyczną na ergometrze rowerowym oddychając tlenem w komorze ciśnieniowej „na wysokości” 11 000 m, u wszystkich bez wyjątku wystąpiły bóle dekompresyjne w stawach w 13-35 minucie pracy. Po wejściu na Elbrus u jednego z tych samych ochotników ból dekompresyjny wystąpił nie w 18., ale w 39. minucie pracy. W pozostałej części nie pojawiły się pomimo ciągłej pracy przez 1 godzinę.

Ogólnie rzecz biorąc, aby ułatwić późniejsze pokonywanie różnego rodzaju barier, jakie człowiek napotyka w wodzie, wskazane jest rozpoczęcie podwodnego treningu ciała już od niemowlęctwa. Noworodki są dość odporne na głód tlenu. I nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę, że w ciele matki płód otrzymuje ilość tlenu w przybliżeniu równą wysokości Everestu.

Pod naszym okiem znajdował się kot, który na dwa dni przed narodzinami kociąt został „podniesiony” w komorze ciśnieniowej na „wysokość” 12 000 m i pozostał tam do całkowitego ustania oddechu (18 minut). Pomimo tak silnego niedotlenienia kotka urodziła sześć pełnoprawnych kociąt. W innym eksperymencie stwierdzono, że nowonarodzony szczur żyje w środowisku gazu beztlenowego (w czystym azocie) przez 50 minut. Jeśli glikoliza zostanie sztucznie zahamowana poprzez podanie jodooctanu, jej żywotność ulega skróceniu do 3 minut.

Obserwacje dzieci prowadzone w ostatnich latach wykazały, że noworodki uczestniczące w lekcjach nurkowania znacznie szybciej uczą się nie oddychać pod wodą przez dłuższy czas niż starsze dzieci i dorośli. Wyjaśnia to fakt, że noworodki mają większą zdolność pozyskiwania energii beztlenowej niż osoba dorosła.

Pracownik Instytutu Pedagogiki Ogólnej i Psychologii I.B. Charkovsky przeprowadził ciekawy eksperyment na swojej 7-miesięcznej wcześniaku. Aby w jakiś sposób ułatwić jej przedwczesne przejście z warunków zanurzenia w łonie matki do warunków ziemskiej grawitacji, do których organizm wcześniaka jest dość trudny, Charkowski okresowo umieszczał córkę w szpitalu. akwarium i trzymał ją tam przez kilka godzin. Dziewczynka, ku zaskoczeniu wszystkich, poczuła się jak prawdziwy ichtiandr w żywiole wody, swobodnie pływała i nurkowała, a w wieku 4 miesięcy miała już normalną wagę.

Australijscy trenerzy pływania, państwo Timmermanowie, rozpoczęli naukę pływania swojego syna już pod koniec pierwszego tygodnia po urodzeniu. Do szóstego miesiąca życia dziecko potrafiło unosić się na wodzie nawet przez 15–20 minut i przepłynąć kilkaset metrów.

Obecnie ustalono, że noworodek ma znacznie silniejszy rozwój odruchu blokowania oddychania po zanurzeniu w wodzie niż u osoby dorosłej. Udowodniono również, że niemowlęta nie utraciły jeszcze umiejętności poruszania się w środowisku wodnym za pomocą najstarszego analizatora – analizatora smaku. „Ze smaku” dziecko pod wodą potrafi nawet odróżnić bliskie mu osoby od obcych.

Radziecki akademik S.I. Volfkovich, już w podeszłym wieku, pewnego razu podczas burzy morskiej w Gagrze, ryzykując życiem, uratował tonącego mężczyznę. W odpowiedzi na wdzięczność zbawionego odpowiedział: „Dlaczego mi dziękujesz? Nie zawdzięczasz życia mnie, nie mnie... Ale temu, że miałam wspaniałych rodziców, którzy nauczyli mnie pływać, gdy miałam dwa lata.

W 1982 roku w mieście Tutukaka (Nowa Zelandia) odbyła się pierwsza konferencja naukowa poświęcona narodzinom dzieci w wodzie. Do chwili obecnej w ZSRR setki dzieci urodziło się pomyślnie pod wodą. Według stanu na styczeń 1982 r. we Francji zarejestrowano 52 takie porody, a w USA 15. Oczywiście takie porody przeprowadzają doświadczeni lekarze. Kąpiel wodna jest dokładnie dezynfekowana, temperatura wody jest równa temperaturze łona matki (około 38,5°C); Do wody dodaje się 0,5% soli, czyli tyle, ile jest w osoczu krwi. Tak więc dziecko rodzi się w znanym środowisku wodnym. Skóra dziecka nie ma kontaktu z chłodnym powietrzem, co zachęciłoby je do rozpoczęcia oddychania. W tym przypadku rodząca kobieta z reguły nie odczuwa bardzo silnego bólu, a dziecko nie doznaje traumy porodowej.

Ciekawe, że tysiące lat temu w starożytnym Egipcie, gdy kobiecie groził trudny poród, spuszczano ją do wody. Być może właśnie takie przypadki pozwoliły zauważyć, że dzieci urodzone w wodzie wyprzedzały swoich rówieśników pod względem rozwoju fizycznego i psychicznego. A potem ci, którzy mieli zostać kapłanami, zaczęli rodzić się w środowisku wodnym.

Ciekawa historia wydarzyła się w naszym kraju w lipcu 1986 roku z parą Bagryanskich z miasta Włodzimierz. Spędzali wakacje na Krymie w pobliżu Sudaku, czekając na uzupełnienie rodziny. Normalny poród odbył się podczas porannej kąpieli w krystalicznie czystej wodzie morskiej. Urodzona w tak egzotycznych warunkach dziewczyna otrzymała egzotyczne imię Eya.

Książka Sondry Ray The Perfect Birth (1985) opisuje podobny incydent, który miał miejsce w 1966 roku z Nevillem von Schleffenbergiem. Jego 23-letnia matka pływała w oceanie, kiedy zaczęła rodzić. Dziecko znajdowało się w wodzie przez 4–5 minut po urodzeniu.

Istnieją projekty (i planuje się ich realizację w niedalekiej przyszłości) budowy podwodnych miast. W wielu krajach na całym świecie istnieją już oddzielne podwodne domy laboratoryjne. Już w 1969 roku amerykańskie laboratorium podwodne „Aegir” osiągnęło maksymalną głębokość nurkowania – 158,5 m, przebywało w nim sześciu akwanautów przez 5 dni.

Atmosfera podwodnego domu „Aegir” zawierała tylko 1,8% tlenu, ale ciśnienie barometryczne było znacznie wyższe niż na powierzchni ziemi.

Jeśli np. przy tak niskiej zawartości tlenu ciśnienie barometryczne wzrośnie do 10-11 atm, wówczas organizm nie odczuje niedoboru tlenu. To właśnie podwyższone ciśnienie barometryczne odróżnia domy podwodne od batyskafów. Przecież ich mieszkańcy – akwanauci – co jakiś czas muszą wychodzić w skafandrach kosmicznych do podwodnego świata, czyli w warunki, w których ciśnienie barometryczne osiąga jeszcze wyższe wartości. Gdyby w podwodnych domach utrzymywało się takie samo ciśnienie barometryczne jak na powierzchni ziemi (i w batyskafie), to akwanauci musieliby zbyt długo czekać w „korytarzu” swojego domu po każdej podwodnej wyprawie, aby uniknąć choroby dekompresyjnej.

Podczas II Międzynarodowej Konferencji Studiów nad Aktywnością Człowieka pod Wodą francuski badacz Jacques Yves Cousteau zasugerował, że podwodne miasta przyszłości mogą zamieszkiwać ludzie ze sztucznymi skrzelami, które pobierają tlen bezpośrednio z wody. Zgodnie z koncepcją Cousteau, aby przeciwdziałać ciśnieniu na głębokościach, należy usunąć płuca człowieka i wprowadzić do jego układu krążenia specjalny wkład, który chemicznie uwolni tlen do krwi i usunie z niej dwutlenek węgla. To. Ponadto, zdaniem Cousteau, walkę z chorobą dekompresyjną i swobodne poruszanie się po dnie morskim ułatwi wypełnienie jamy ciała obojętnym płynem. Wszystko to będzie charakteryzowało nowy gatunek człowieka – „Homo aquaticus”. Cousteau nie wykluczył, że pierwsza osoba tego gatunku pojawi się do 2000 roku.

W zasadzie Homo aquaticus mógłby obejść się bez skrzeli, ale w tym celu musiałby żyć na głębokości 500–700 m. W eksperymentach na myszach i psach udowodniono, że jeśli na takiej głębokości płuca zostaną wypełnione wodą, wtedy rozpuszczony w nim tlen, dzięki wysokiemu napięciu wystarczy do oddychania... wodą. Jednego psa przywrócono do życia ziemskiego.

Naszym zdaniem ludzkość będzie eksplorować podwodne głębiny nie do końca tak, jak sugeruje Cousteau. Byłby to krok wstecz. Przecież wtórny powrót ssaków do środowiska wodnego, który doprowadził do pojawienia się współczesnych fok, morsów i wielorybów, nie jest związany z pojawieniem się skrzeli. Ale te zwierzęta mają niesamowitą zdolność do ekonomicznego wykorzystania tlenu. Osoba rozwija tę samą zdolność poprzez specjalne szkolenie. Za pomocą specjalnego treningu i urządzeń technicznych osoba zwiększy odporność swojego ciała na dekompresję i ochłodzenie związane ze zwiększonym przenikaniem ciepła w wodzie oraz nauczy się nurkować i pływać nie gorzej niż delfiny. Ale człowiek nigdy nie zamieni się w wyjątkowy, wyjątkowy gatunek „homo aquaticus”. Będzie się rozwijać harmonijnie i czuć się równie swobodnie w żywiole wody, na lądzie i w przestrzeni.

W dzisiejszych czasach człowiek z powodzeniem szturmuje nie tylko podwodne, ale i podziemne głębiny. Przede wszystkim dotyczy to badaczy jaskiń – speleologów.

Słynny francuski speleolog Michel Sifre w wieku 17 lat nurkował w jaskiniach o głębokości od 320 do 450 m na 81 godzin. W 1962 roku zszedł do otchłani Scarasson, położonej w Alpach na granicy francusko-włoskiej, do jaskini. głębokość 135 m, gdzie spędził dwa miesiące samotnie w podziemnym lodowcu, w ciemności (w świetle bardzo słabej żarówki), przy temperaturze powietrza około 0°C, wilgotności 100%, w warunkach ciągłych zawaleń. Tak opisywał swoje doznania w jaskini: „Moje uszy nieustannie przesycała muzyka lub fantastyczny ryk osuwisk. Jednakże moja percepcja wzrokowa była znacznie ograniczona przez ciemność. Dość szybko moje oczy zaczęły się męczyć z powodu braku naturalnego światła i słabego oświetlenia elektrycznego i poczułem, że tracę z pola widzenia kolory. Na przykład zacząłem mylić kolor zielony z niebieskim. Trudno mi było określić odległość do obiektów... Czasem miewałam halucynacje wzrokowe.”

W 1972 roku Sifre mieszkała w jaskini w Teksasie jeszcze dłużej – około 7 miesięcy. Co ciekawe, w jaskiniach jego „dzień”, mierzony odstępami czasowymi pomiędzy dwoma przebudzeniami, wynosił 24,5 godziny, a temperatura ciała nie przekraczała 36°C.

Takie eksperymenty na sobie można porównać jedynie z antarktyczną samotnością amerykańskiego admirała Richarda Byrda. W 1934 roku podczas nocy polarnej został na wiele miesięcy odcięty od ludzi w warunkach straszliwego mrozu (w bazie na Antarktydzie, w pobliżu 80° szerokości geograficznej południowej). Mimo to odwaga Birda go nie opuściła i w pojedynku z ciemnością i zimnem wyszedł zwycięsko.

Do poważnych niebezpieczeństw czyhających na ludzi w jaskiniach zaliczają się podwodne powodzie. Tak opisuje jeden z nich w książce Norberta Castera „Moje życie pod ziemią”. W 1951 roku dr Merey znalazł się wraz z 6 towarzyszami w jednej z jaskiń na Jurze, kiedy nagle zaczęła się podziemna powódź. W oddziale wybuchła panika i wszyscy rzucili się do ucieczki, próbując pokonać podnoszącą się wodę i dostać się do wyjścia z jaskini, ale sześciu z siedmiu członków oddziału zostało wyprzedzonych przez wodę i utonęli.

Doktor Merey starała się zachować spokój i zdecydowała się pozostać w miejscu, gdzie łuk był wyższy i w dodatku tworzył coś w rodzaju wgłębienia. Być może jego obliczenia nie miały uzasadnienia, gdyż woda sięgała mu do ramion, a w dodatku nieustannie musiał walczyć z bystrym prądem. Woda opadła dopiero po 27 godzinach. Merey był całkowicie wyczerpany zimnem i zmęczeniem, ale nadal walczył z wodą i przeżył.

Co ciekawe, niektóre jaskinie można z powodzeniem wykorzystać do celów leczniczych. Na przykład w kopalniach soli Sołotwińskiej na Zakarpaciu od 1968 roku leczenie pacjentów z astmą oskrzelową odbywa się poprzez nocowanie w jaskiniach. Statystyki medyczne pokazują, że 84% dorosłych i 96% dzieci pozbywa się w ten sposób astmy oskrzelowej. Lecznicze działanie tych jaskiń tłumaczy się czystością powietrza i jego wyraźnie wyrażoną ujemną jonizacją.

Najgłębszą zbadaną dotychczas jaskinią jest Jaskinia Jeana-Bernarda we Francji - 1445 m. Uważa się, że jaskinia Śnieżna na Kaukazie ma głębokość 1600 m. Jeśli mówimy o kopalniach, to najgłębsza z nich - ponad 3 km od powierzchni - wydobywa się w Republice Południowej Afryki. Na tak dużych głębokościach ludzie wydobywają złoto.



Pobyt człowieka pod wodą w nietypowym dla niego środowisku ma istotne cechy. Osoba zanurzona w wodzie, oprócz ciśnienia atmosferycznego działającego na powierzchnię wody, odczuwa dodatkowo ciśnienie hydrostatyczne (nadmierne). Całkowite (absolutne) ciśnienie mierzone od zera - całkowita próżnia, jakiej człowiek faktycznie doświadcza pod wodą:

lub w przybliżeniu dla świeżej wody

Pa – gdzie jest bezwzględne ciśnienie wody, kgf/cm²;

Pb - atmosferyczne ciśnienie powietrza, kgf/cm²;

Ri - nadciśnienie wody, kgf/cm²;

B - barometryczne ciśnienie powietrza, mm Hg. Sztuka.;

Y - ciężar właściwy wody, kgf/m3;

H - głębokość zanurzenia, m.

Przykład 1.1. Wyznacz bezwzględne ciśnienie wody działające na pływaka podwodnego na głębokości 40 m:

1) na morzu, jeżeli ciśnienie atmosferyczne (barometryczne) wynosi 760 mm Hg. Sztuka. a ciężar właściwy wody morskiej wynosi 1025 kgf/m3;

2) w jeziorze górskim, jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi 600 mm Hg. Sztuka. a ciężar właściwy słodkiej wody wynosi 1000 kgf/m3;

3) w płaskim zbiorniku ze świeżą wodą, jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi 750 mm Hg. Sztuka.

Rozwiązanie.

Bezwzględne ciśnienie wody: 1) w morzu zgodnie z (1.1)

2) w jeziorze górskim zgodnie z (1.1)
3) w zbiorniku płaskim zgodnie z (1.1)
lub zgodnie z (1.2)
Wyniki przykładu pokazują, że w większości przypadków, z wystarczającą do praktyki dokładnością, do obliczeń można zastosować przybliżony wzór (1.2).

Bezwzględne ciśnienie wody na człowieka znacznie wzrasta wraz z głębokością zanurzenia. Zatem na głębokości 10 m w porównaniu do ciśnienia atmosferycznego podwaja się i wynosi 2 kgf/cm² (200 kPa), na głębokości 20 m potraja się itd. Jednakże względny wzrost ciśnienia maleje wraz ze wzrostem głębokość.

Jak widać z tabeli. 1.1 największy względny wzrost ciśnienia występuje w strefie pierwszych dziesięciu metrów zanurzenia. W tej krytycznej strefie obserwuje się znaczne przeciążenia fizjologiczne, o których nie należy zapominać, zwłaszcza dla początkujących pływaków podwodnych (patrz 10.2).

Krążenie pod wodą, z powodu nierównomiernego ciśnienia hydrostatycznego na różnych częściach ciała, ma swoje własne cechy. Na przykład, jeśli osoba o średnim wzroście (170 cm) znajduje się w wodzie w pozycji pionowej, niezależnie od głębokości zanurzenia, na jej stopy działa ciśnienie hydrostatyczne o 0,17 kgf/cm² (17 kPa) większe niż na głowę.

Tabela 1.1. Zmiana ciśnienia wody w zależności od głębokości zanurzenia

Do górnych partii ciała, gdzie ciśnienie jest mniejsze, krew napływa (obficie), z dolnych partii ciała, gdzie ciśnienie jest większe, odpływa (częściowe krwawienie). Ta redystrybucja przepływu krwi nieco zwiększa obciążenie serca, które musi pokonać większy opór przepływu krwi przez naczynia.

Kiedy ciało znajduje się w wodzie w pozycji poziomej, różnica ciśnień hydrostatycznych na klatce piersiowej i plecach jest niewielka - zaledwie 0,02...0,03 kgf/cm² (2...3 kPa) i obciążenie serca nieznacznie wzrasta.

Oddech pod wodą jest możliwe, jeżeli zewnętrzne ciśnienie wody jest równe wewnętrznemu ciśnieniu powietrza w układzie „płuca – aparat oddechowy” (ryc. 1.1). Niezastosowanie się do tej równości utrudnia lub wręcz uniemożliwia oddychanie. Zatem oddychanie przez rurkę na głębokości 1 m przy różnicy ciśnień zewnętrznych i wewnętrznych wynoszącej 0,1 kgf/cm² (10 kPa) wymaga dużego napięcia mięśni oddechowych i nie może trwać długo, a na głębokości 2 m mięśnie oddechowe nie są już w stanie pokonać naporu wody na klatkę piersiową.

Człowiek odpoczywający na powierzchni wykonuje 12...24 oddechy na minutę, a jego wentylacja płuc (minutowa objętość oddechowa) wynosi 6...12 l/min.

Ryż. 1.1. Wykres wymaganego ciśnienia powietrza w układzie „płuca – aparat oddechowy” w zależności od głębokości zanurzenia: 1 - nadmierne (wg manometru) ciśnienie powietrza; 2 - absolutne ciśnienie powietrza

W normalnych warunkach przy każdym wdechu i wydechu w płucach wymienia się nie więcej niż 1/6 zawartego w nich powietrza. Pozostała część powietrza pozostaje w pęcherzykach płucnych i jest ośrodkiem wymiany gazowej z krwią. Powietrze pęcherzykowe ma stały skład i w odróżnieniu od powietrza atmosferycznego zawiera 14% tlenu, 5,6% dwutlenku węgla i 6,2% pary wodnej (patrz 1.2).

Nawet drobne zmiany w jego składzie prowadzą do zmian fizjologicznych, które stanowią kompensacyjną obronę organizmu. Przy znaczących zmianach obrona kompensacyjna nie radzi sobie, co skutkuje stanami bolesnymi (patologicznymi) (patrz 10.5...10.8).

Nie całe powietrze wnikające do organizmu dociera do pęcherzyków płucnych, gdzie następuje wymiana gazowa między krwią a płucami. Część powietrza wypełnia drogi oddechowe organizmu (tchawica, oskrzela) i nie bierze udziału w procesie wymiany gazowej. Podczas wydechu powietrze to jest usuwane bez dotarcia do pęcherzyków płucnych. Podczas wdechu do pęcherzyków płucnych najpierw trafia powietrze pozostające w drogach oddechowych po wydechu (zubożone w tlen, o dużej zawartości dwutlenku węgla i pary wodnej), a następnie świeże.

Objętość dróg oddechowych organizmu, w których powietrze jest nawilżane i ogrzewane, ale nie uczestniczy w wymianie gazowej, wynosi około 175 cm3. Podczas pływania z aparatem oddechowym (rurką) całkowita objętość dróg oddechowych (ciało i aparat) prawie się podwaja. Jednocześnie pogarsza się wentylacja pęcherzyków płucnych i spada wydajność.

Intensywne ruchy mięśni pod wodą wymagają dużego zużycia tlenu, co prowadzi do wzmożonej wentylacji płuc, co skutkuje zwiększeniem prędkości przepływu powietrza w drogach oddechowych ciała i aparacie (rurce oddechowej). W tym przypadku opór oddychania wzrasta proporcjonalnie do kwadratu prędkości przepływu powietrza. Wraz ze wzrostem gęstości sprężonego powietrza w zależności od głębokości zanurzenia, wzrasta również opór oddychania.

Opór oddychania ma istotny wpływ na czas i prędkość pływania pod wodą.

Jeśli opór oddechowy osiągnie 60...65 mm Hg. Sztuka. (8...9 kPa) oddychanie staje się trudne, a mięśnie oddechowe szybko się męczą. Wydłużając w czasie fazę wdechu i wydechu, można zmniejszyć prędkość przepływu powietrza w drogach oddechowych. Prowadzi to do nieznacznego zmniejszenia wentylacji płuc, ale jednocześnie zauważalnie zmniejsza opory oddychania.

Pławność. Ze względu na dużą gęstość wody zanurzona w niej osoba znajduje się w warunkach bliskich nieważkości. Podczas wydechu średni ciężar właściwy człowieka mieści się w przedziale 1020...1060 kgf/m3 (10,2...10,6 kN/m3), a ujemna wyporność 1...2 kgf (10...20 N ) - różnicę pomiędzy ciężarem wody wypartej przez ciało a jego ciężarem. Podczas wdychania średni ciężar właściwy człowieka spada do 970 kgf/m3 (9,7 kN/m3) i pojawia się niewielka dodatnia pływalność.

Podczas pływania w odzieży wodoodpornej, ze względu na znajdujące się w jej fałdach powietrze, zwiększa się dodatnia wyporność, co utrudnia zanurzenie w wodzie. Wyporność można regulować za pomocą ciężarków. Podczas pływania pod wodą zwykle powstaje niewielka ujemna pływalność - 0,5... 1 kgf (5... 10 N). Duża wyporność ujemna wymaga ciągłych, aktywnych ruchów, aby utrzymać się na żądanej głębokości i zwykle powstaje tylko podczas pracy z podporą na podłożu (obiektie).

Orientacja pod wodą stwarza pewne trudności. Na powierzchni człowiek orientuje się w otoczeniu za pomocą wzroku, a równowagę ciała utrzymuje za pomocą aparatu przedsionkowego, zmysłu mięśniowo-stawowego oraz wrażeń powstających w narządach wewnętrznych i skórze przy zmianie pozycji ciała . Nieustannie doświadcza działania grawitacji (poczucie podparcia) i dostrzega najmniejszą zmianę położenia ciała w przestrzeni.

Podczas pływania pod wodą osoba jest pozbawiona zwykłego wsparcia. W tych warunkach jedynym narządem zmysłów, który orientuje osobę w przestrzeni, jest aparat przedsionkowy, na którego otolity nadal działają siły grawitacji. Orientacja pod wodą jest szczególnie trudna dla osoby o zerowej wyporności. Pod wodą pływak z zamkniętymi oczami popełnia błędy w określeniu położenia swojego ciała w przestrzeni pod kątem 10...25°.

Pozycja człowieka ma ogromne znaczenie dla orientacji pod wodą. Za najbardziej niekorzystną pozycję uważa się pozycję na plecach z głową odrzuconą do tyłu.

Kiedy zimna woda dostaje się do kanału słuchowego w wyniku podrażnienia aparatu przedsionkowego, pływak ma zawroty głowy, trudno jest określić kierunek, a błąd często sięga 180°.

Aby poruszać się pod wodą, pływak zmuszony jest korzystać z czynników zewnętrznych, sygnalizujących położenie ciała w przestrzeni: ruchu pęcherzyków wydychanego powietrza z aparatu, boi itp. Wyszkolenie pływaka ma ogromne znaczenie dla orientacji pod wodą.

Wodoodporność ma zauważalny wpływ na prędkość pływania. Podczas pływania po powierzchni z prędkością 0,8...1,7 m/s opór ruchu ciała odpowiednio wzrasta z 2,5 do 11,5 kgf (od 25 do 115 N). Podczas pływania pod wodą występują mniejsze opory ruchu, ponieważ pływak pod wodą zajmuje bardziej poziomą pozycję i nie musi okresowo podnosić głowy z wody, aby zaczerpnąć oddechu. Ponadto pod wodą siła hamowania powodowana przez fale i turbulencje wynikające z ruchów pływaka jest mniejsza. Doświadczenie na basenie pokazuje, że ta sama osoba, która przepłynie dystans 50 m stylem klasycznym w 37,1 s, ten sam dystans przepłynie pod wodą w 32,2 s.

Średnia prędkość pływania pod wodą w piankach z aparatem wynosi 0,3...0,5 m/s. Na krótkich dystansach dobrze wytrenowani pływacy mogą osiągać prędkość od 0,7..., 1 m/s, dobrze wyszkoleni - do 1,5 m/s.

Chłodzenie ciała Występuje intensywniej w wodzie niż w powietrzu. Przewodność cieplna wody jest 25 razy większa, a pojemność cieplna jest 4 razy większa niż powietrza. Jeśli człowiek może przebywać w powietrzu o temperaturze 4°C przez 6 godzin bez zagrożenia dla zdrowia i temperatura jego ciała nie spada, to w wodzie o tej samej temperaturze nieutwardzony człowiek bez ubrania ochronnego w większości przypadków umiera z powodu hipotermii po 30.. 0,60 min. Chłodzenie ciała wzrasta wraz ze spadkiem temperatury wody i obecnością prądu.

W środowisku powietrznym intensywna utrata ciepła przy temperaturze powietrza 15...20°C następuje na skutek promieniowania (40...45%) i parowania (20...25%), a udział ciepła transfer drogą kondukcji stanowi jedynie 30..35%.

W wodzie osoba bez odzieży ochronnej traci ciepło głównie poprzez przewodzenie. W powietrzu utrata ciepła następuje z powierzchni około 75% powierzchni ciała, ponieważ następuje wymiana ciepła pomiędzy stykającymi się powierzchniami nóg, ramion i odpowiednimi obszarami ciała. W wodzie utrata ciepła następuje z całej powierzchni ciała.

Powietrze mające bezpośredni kontakt ze skórą szybko się nagrzewa i ma w rzeczywistości wyższą temperaturę niż otaczające powietrze. Nawet wiatr nie jest w stanie całkowicie usunąć tej warstwy ciepłego powietrza ze skóry. W wodzie, która ma duże ciepło właściwe i wysoką przewodność cieplną, warstwa przylegająca do ciała nie ma czasu na nagrzanie i jest łatwo wypierana przez zimną wodę. Dlatego temperatura powierzchni ciała w wodzie spada intensywniej niż w powietrzu. Dodatkowo, na skutek nierównomiernego ciśnienia hydrostatycznego wody, dolne obszary ciała, które podlegają większemu ciśnieniu, są bardziej schładzane i mają niższą temperaturę skóry niż górne obszary, które są mniej ściskane przez wodę.

Odczucia cieplne organizmu w powietrzu i w wodzie o tej samej temperaturze są różne. W tabeli 1.2 przedstawia porównawczy opis odczuć człowieka przy tej samej temperaturze wody i powietrza.

Tabela 1.2. Wrażenia cieplne ciała w powietrzu i wodzie

Dzięki intensywnemu chłodzeniu i uciskowi ciśnieniem hydrostatycznym zmniejsza się wrażliwość skóry na wodę, ból zostaje uśpiony, przez co drobne skaleczenia, a nawet rany mogą pozostać niezauważone.

Podczas schodzenia pod wodę w wodoodpornym ubraniu temperatura skóry spada nierównomiernie. Największy spadek temperatury skóry obserwuje się na kończynach (tab. 1.3).

Słyszalność w wodzie pogarsza się, ponieważ dźwięki pod wodą odbierane są głównie poprzez przewodzenie kostne, które jest o 40% słabsze niż przez przewodzenie powietrzne.

Zakres słyszalności podczas przewodnictwa kostnego zależy od wysokości dźwięku: im wyższy ton, tym lepiej słychać dźwięk. Ma to praktyczne znaczenie dla połączenia pływaków ze sobą i z powierzchnią.

Podczas nurkowania w sprzęcie z obszernym hełmem przewodzenie powietrza jest zachowane prawie całkowicie.

Tabela 1.3. Średnia temperatura skóry pływaka łodzi podwodnej po 2 godzinach przebywania w zimnej wodzie (1...9°C) w ubraniu hydroochronnym

Dźwięk w wodzie rozchodzi się 4,5 razy szybciej niż w atmosferze, dlatego pod wodą sygnał ze źródła dźwięku umieszczonego z boku dociera do obu uszu niemal jednocześnie, a różnica wynosi mniej niż 0,00–001 s. Tak niewielka różnica w czasie dotarcia sygnału nie jest dostatecznie różnicowana i nie następuje wyraźne przestrzenne postrzeganie dźwięku. W rezultacie człowiekowi trudno jest ustalić kierunek źródła dźwięku pod wodą.

Widoczność w wodzie zależy od ilości i składu rozpuszczonych w nim substancji, zawieszonych cząstek, które rozpraszają promienie świetlne. W błotnistej wodzie, nawet przy bezchmurnej, słonecznej pogodzie, widoczność jest prawie żadna.

Głębokość wnikania światła w słup wody zależy od kąta padania promieni i stanu powierzchni wody. Ukośne promienie słoneczne padające na powierzchnię wody wnikają na płytką głębokość, a większość z nich odbija się od powierzchni wody. Słabe zmarszczki lub fale dramatycznie zmniejszają widoczność w wodzie.

Na głębokości 10 m oświetlenie jest 4 razy mniejsze niż na powierzchni. Na głębokości 20 m oświetlenie zmniejsza się 8-krotnie, a na głębokości 50 m - kilkadziesiąt razy. Promienie o różnych długościach fal są pochłaniane nierównomiernie. Długofalowa część widma widzialnego (promienie czerwone) jest prawie całkowicie pochłaniana przez powierzchniowe warstwy wody. Część krótkofalowa (promienie fioletowe) w najbardziej przejrzystej wodzie oceanu może przenikać na głębokość nie większą niż 1000... 1500 m. Promienie zielone nie wnikają głębiej niż 100 m.

Podwodne widzenie ma swoją własną charakterystykę. Woda ma w przybliżeniu taką samą moc refrakcyjną jak układ optyczny oka. Jeśli pływak nurkuje bez maski, promienie świetlne przechodzą przez wodę i dostają się do oka bez załamania. W tym przypadku promienie zbiegają się nie w siatkówce, ale znacznie dalej, za nią. W rezultacie ostrość wzroku pogarsza się 100...200 razy, zmniejsza się pole widzenia, obraz przedmiotów staje się niewyraźny, zamazany, a osoba staje się dalekowzroczna.

Kiedy nurek w masce nurkuje, promień światła z wody przechodzi przez warstwę powietrza w masce, wchodzi do oka i jak zwykle załamuje się w jego układzie optycznym. Jednak podwodny pływak widzi obraz obiektu nieco bliżej i wyżej niż jego rzeczywista lokalizacja. Same obiekty pod wodą wydają się znacznie większe niż w rzeczywistości. Doświadczeni pływacy dostosowują się do tych cech wizualnych i nie doświadczają żadnych trudności.

Percepcja kolorów również gwałtownie pogarsza się w wodzie. Szczególnie słabo postrzegane są kolory niebieski i zielony, zbliżone do naturalnego koloru wody; najlepiej sprawdzają się kolory biały i pomarańczowy.

Do przodu
Spis treści
Z powrotem

Główne zagrożenia, które mogą Cię spotkać podczas nurkowania:

Wpływ ciśnienia cząstkowego gazów na ciało

W zależności od wielkości ciśnienia cząstkowego gazy tworzące powietrze do oddychania wpływają na organizm ludzki. Azot ma działanie toksyczne, gdy ciśnienie cząstkowe wynosi 5,5 kg/cm2. Na głębokości 60 metrów nurek staje się pobudzony, spada zdolność do pracy i skupienie uwagi, trudności w orientacji, a czasami pojawiają się zawroty głowy. Podczas nurkowania jeszcze głębiej (80-100 metrów) u nurka zaczynają pojawiać się halucynacje wzrokowe i słuchowe.

Po trzech dniach oddychania tlenem o ciśnieniu parcjalnym 1 kg/cm2 w płucach rozwijają się zjawiska zapalne. A jeśli ciśnienie przekracza 3 kg/cm2, po pół godzinie pojawiają się drgawki i osoba traci przytomność. Jeżeli ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla wzrośnie powyżej 0,03 kg/cm2, mogą wystąpić poważne zaburzenia.

Choroba kesonowa i dekompresja

Używanie sprzętu do nurkowania wiąże się z zagrożeniami. Nurkując na duże głębokości, można wdychać azot pod wysokim ciśnieniem i w stanie szaleństwa popełnić samobójstwo. Powodem jest zaburzenie funkcjonowania ośrodków mózgowych. Innym ryzykiem jest przedostawanie się azotu do krwi i rozprzestrzenianie się do różnych narządów. Przyczyną paraliżu lub nawet nagłej śmierci może być zablokowanie tętnicy przez pęcherzyki azotu (zatorowość gazowa), jednak zazwyczaj azot rozpuszczony w tkankach zaczyna być uwalniany w stawach, mięśniach i różnych narządach organizmu człowieka, powodując gwałtowne ból.

Nurkowi, który zbyt szybko wyjdzie z głębin, grozi poważne niebezpieczeństwo. Jeśli sprzęt do nurkowania ulegnie uszkodzeniu, nurek instynktownie wstrzyma oddech podczas awaryjnego wynurzania. W takim przypadku powietrze pozostające w płucach rozszerzy się i uszkodzi płuca wraz ze spadkiem ciśnienia wody. Na powierzchni nurek może doświadczyć obfitego krwawienia z ust i nosa lub drgawek. Nurek nurkujący bez sprzętu do nurkowania nie dozna urazu ciśnieniowego płuc, ponieważ powietrze w jego płucach ma normalne ciśnienie atmosferyczne.

Jeśli nurek z powodu czegoś (np. uszkodzenia aparatu oddechowego) bardzo szybko podnosi się z głębokości i rozwija się w nim choroba dekompresyjna, należy założyć sprzęt do nurkowania i opuścić go na głębokość wystarczającą do przeprowadzenia dekompresji. W pozostałych przypadkach (np. gdy ofiara straciła przytomność) należy jak najszybciej umieścić nurka w komorze dekompresyjnej. Składa się z dużej butli z kilkoma manometrami, aparatu telefonicznego i innego wyposażenia. Duże modele kamer mogą pomieścić kilka osób stojących na pełnej wysokości.

Zagrożenia fizyczne na głębokościach do 30 metrów:

› pęknięcie błony bębenkowej,
› uszkodzenie naczyń krwionośnych w wyniku chwilowego rozrzedzenia powietrza w kombinezonie lub masce,
› krwotok w dowolnym narządzie wewnętrznym,
› hipotermia.

Jakie problemy mogą wystąpić z uszami podczas nurkowania?
Barotrauma ucha jest bardzo powszechna. W okresie wakacyjnym w niemal każdej grupie nowych nurków znajdzie się przynajmniej jeden, który skarży się na ból uszu podczas nurkowania lub problemy z „dmuchaniem”. Barotrauma jest najczęstszym powikłaniem medycznym nurkowania, zaraz za (na szczęście!) chorobą dekompresyjną i zatorowością gazową.

Anatomia: dlaczego musisz dmuchać?
Jeśli zajrzymy do ucha specjalnym urządzeniem – otoskopem (pamiętajmy: laryngolog wprowadza do ucha metalowy lejek z lusterkiem na czole), zobaczymy błyszczącą błonę – błonę bębenkową, hermetycznie oddzielającą ucho zewnętrzne od ucho środkowe. Ucho środkowe, które można zobaczyć jedynie w podręczniku anatomii, to zamknięta ze wszystkich stron jama, komunikująca się ze środowiskiem zewnętrznym poprzez tzw. Trąbka Eustachiusza. Wewnątrz tej jamy znajdują się specjalne komórki nerwowe, które odbierają drgania błony bębenkowej (czyli dźwięki) oraz zmiany pozycji ciała (narząd równowagi). Trąbka Eustachiusza jest tak naprawdę trąbką o długości 4-5 cm. Zaczyna się, jak już powiedziano, w uchu środkowym, a kończy w nosogardzieli. Część rurki jest otoczona kością, a część tkanką miękką. Wylot w nosogardzieli jest pokryty fałdami błony śluzowej.
Podczas ziewania lub połykania miękka część rurki (ta znajdująca się w nosogardzieli) zostaje podciągnięta, fałdy wyprostowane – otwiera się otwór rurki. Dla niektórych osób średnica rury jest duża, a otwór jest prawie zawsze otwarty. Tacy szczęściarze nie mają problemów z przeczyszczaniem.
Po zanurzeniu słup wody wywiera nacisk na błonę bębenkową, a jeśli ciśnienie nie zostanie wyrównane od wewnątrz, od strony ucha środkowego, błona bębenkowa zostanie obciążona z zewnątrz, a następnie pojawi się ból. Jeżeli mimo bólu opadanie będzie kontynuowane, błona może nie wytrzymać i pęknąć – nastąpi perforacja.

Co decyduje o drożności rur?
Jak już wspomniano, średnica rury jest przede wszystkim kwestią wrodzoną. Każdy obrzęk gwałtownie zmniejsza jego średnicę i odpowiednio drożność. Najczęstszą przyczyną obrzęków są infekcje (najczęściej wirusowe przeziębienia i zapalenie zatok) oraz alergie m.in. polipy nosa. W takim czy innym stopniu fajka jest chronicznie spuchnięta u palaczy (wyciągnij własne wnioski!). Jedną z rzadkich przyczyn jest niedoczynność tarczycy (niska czynność tarczycy). Skrzywiona przegroda nosowa może również powodować wiele problemów.
Wielu nurków zauważa, że ​​łatwiej jest przedmuchać w pozycji pionowej, z głową do góry. Zjawisko to nie jest w pełni zrozumiałe, można je częściowo wytłumaczyć faktem, że w pozycji pionowej tkanki miękkie i fałdy błony śluzowej mniej uciskają i zamykają światło rurki. Dlatego początkującym i nurkom ze słabą drożnością trąbek Eustachiusza zaleca się dmuchanie w pozycji ściśle pionowej, z głową do góry.

Jak sprawdzić drożność rur?
Przed nurkowaniem nie jest szkodliwe sprawdzenie drożności rur (początkujący zdecydowanie powinni to zrobić!). W tym celu wykonuje się powszechnie znany „manewr Valsava”. Na wszelki wypadek należy zacisnąć nos palcami przez specjalne wgłębienia w masce, zamknąć usta i powoli wydychać powietrze, nie nadymając policzków. W rzeczywistości nie będziesz mógł wydychać, ponieważ zarówno nos, jak i usta są zamknięte. Zamiast wydechu uzyskamy wzrost ciśnienia w nosogardzieli, trąbce Eustachiusza i uchu środkowym, tj. "zgubmy się." Jeśli prawidłowo wykonasz manewr Valsava, powinieneś poczuć dźwięk kliknięcia w uszach. Nie zaleca się gwałtownego dmuchania, ponieważ może to spowodować pęknięcie okrągłego okienka (otwór okrągły) w uchu środkowym. To samo powikłanie może wynikać z opóźnionego oczyszczania na głębokości.

Prawo Archimedesa to prawo statyki cieczy i gazów, zgodnie z którym na ciało zanurzone w cieczy (lub gazie) działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy w objętości ciała.

Tło

„Eureka!” („Znaleziono!”) - taki okrzyk, według legendy, wygłosił starożytny grecki naukowiec i filozof Archimedes, który odkrył zasadę represji. Legenda głosi, że król Syrakuzy Czapla II poprosił myśliciela o ustalenie, czy jego korona jest wykonana z czystego złota, nie uszkadzając przy tym samej korony królewskiej. Zważenie korony Archimedesa nie było trudne, ale to nie wystarczyło – konieczne było określenie objętości korony, aby obliczyć gęstość metalu, z którego została odlana i ustalić, czy było to czyste złoto. Następnie, według legendy, Archimedes, zajęty myślami o tym, jak określić objętość korony, zanurzył się w wannie - i nagle zauważył, że poziom wody w wannie podniósł się. I wtedy naukowiec zdał sobie sprawę, że objętość jego ciała wyparła taką samą objętość wody, dlatego korona opuszczona do wypełnionej po brzegi miski wyparłaby objętość wody równą jej objętości. Znaleziono rozwiązanie problemu i według najpowszechniejszej wersji legendy naukowiec pobiegł zgłosić swoje zwycięstwo do pałacu królewskiego, nie zadając sobie nawet trudu ubrania się.

Jednak to, co jest prawdą, jest prawdą: to Archimedes odkrył zasadę pływalności. Jeśli ciało stałe zanurzymy w cieczy, wyprze ono objętość cieczy równą objętości części ciała zanurzonej w cieczy. Ciśnienie, które wcześniej działało na wypartą ciecz, będzie teraz działać na ciało stałe, które ją wyparło. A jeśli siła wyporu działająca pionowo w górę okaże się większa niż siła grawitacji ciągnąca ciało pionowo w dół, ciało będzie się unosić; w przeciwnym razie zatonie (utonie). We współczesnym języku ciało pływa, jeśli jego średnia gęstość jest mniejsza niż gęstość cieczy, w której jest zanurzone.

Prawo Archimedesa i teoria kinetyki molekularnej

W płynie znajdującym się w spoczynku ciśnienie powstaje w wyniku uderzeń poruszających się cząsteczek. Kiedy pewna objętość cieczy zostanie wyparta przez ciało stałe, impuls skierowany w górę zderzeń cząsteczek nie spadnie na cząsteczki cieczy wyparte przez ciało, ale na samo ciało, co wyjaśnia nacisk wywierany na nie od dołu i pchanie go w kierunku powierzchni cieczy. Jeśli ciało jest całkowicie zanurzone w cieczy, siła wyporu będzie nadal na nie działać, ponieważ ciśnienie wzrasta wraz ze wzrostem głębokości, a dolna część ciała podlega większemu ciśnieniu niż górna, czyli tam, gdzie działa siła wyporu powstaje. Oto wyjaśnienie siły wyporu na poziomie molekularnym.

Ten wzór pchania wyjaśnia, dlaczego statek wykonany ze stali, która jest znacznie gęstsza od wody, utrzymuje się na powierzchni. Faktem jest, że objętość wody wypartej przez statek jest równa objętości stali zanurzonej w wodzie plus objętość powietrza zawartego w kadłubie statku poniżej linii wodnej. Jeśli uśrednimy gęstość powłoki kadłuba i znajdującego się w nim powietrza, okaże się, że gęstość statku (jako ciała fizycznego) jest mniejsza niż gęstość wody, dlatego w rezultacie działa na niego siła wyporu górę impulsów uderzenia cząsteczek wody okazuje się większa od siły grawitacyjnej przyciągania Ziemi, ciągnącej statek w stronę dna - i statek unosi się na wodzie.

Sformułowanie i objaśnienia

To, że na ciało zanurzone w wodzie działa pewna siła, jest dobrze znane każdemu: ciężkie ciała wydają się lżejsze – na przykład nasze własne ciało zanurzone w wannie. Pływając w rzece lub morzu, można z łatwością podnosić i przesuwać po dnie bardzo ciężkie kamienie, których nie da się unieść na lądzie. Jednocześnie lekkie korpusy są odporne na zanurzenie w wodzie: zatopienie kulki wielkości małego arbuza wymaga zarówno siły, jak i zręczności; Najprawdopodobniej nie będzie możliwe zanurzenie piłki o średnicy pół metra. Intuicyjnie jest oczywiste, że odpowiedź na pytanie – dlaczego ciało pływa (a inne tonie) jest ściśle powiązana z wpływem cieczy na zanurzone w nim ciało; nie może zadowolić się odpowiedzią, że ciała lekkie pływają, a ciężkie toną: stalowa płyta oczywiście zatonie w wodzie, ale jeśli zrobisz z niej pudełko, to może pływać; jednak jej waga się nie zmieniła.

Istnienie ciśnienia hydrostatycznego powoduje, że na każde ciało znajdujące się w cieczy lub gazie działa siła wyporu. Archimedes jako pierwszy wyznaczył doświadczalnie wartość tej siły w cieczach. Prawo Archimedesa jest sformułowane w następujący sposób: na ciało zanurzone w cieczy lub gazie działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartej przez zanurzoną część ciała.

Formuła

Siłę Archimedesa działającą na ciało zanurzone w cieczy można obliczyć ze wzoru: F A = ρ fa gV piątek,

gdzie ρl jest gęstością cieczy,

g – przyspieszenie swobodnego spadania,

Vpt to objętość części ciała zanurzonej w cieczy.

Zachowanie ciała znajdującego się w cieczy lub gazie zależy od zależności pomiędzy modułami grawitacji Ft i siłą Archimedesa FA, która działa na to ciało. Możliwe są trzy następujące przypadki:

1) Ft > FA – ciało tonie;

2) Ft = FA – ciało pływa w cieczy lub gazie;

3) Fot< FA – тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.