Pobyt človeka pod vodou

Ľudský organizmus nie je evolučne prispôsobený pobytu vo vodnom prostredí. Potápači preto používajú špecializovaný potápačský výstroj a postupy umožňujúce človeku bezpečne prežiť pobyt pod hladinou vody. Ich úlohou je zabezpečiť základné životné funkcie ľudského tela a ochrániť ho pred jeho poškodením a poranením.

Vzduch[upraviť | upraviť zdroj]

Hlavným problémom počas pobytu človeka pod hladinou je nemožnosť dýchať. Telo potrebuje k životu prijímať kyslík a odstraňovať oxid uhličitý. Za normálnych podmienok tieto pochody zabezpečuje vonkajšie dýchanie – vdychovanie vzduchu a jeho opätovné vydychovanie.

Dodávku vzduchu alebo iného dýchacieho plynu pre potápača zabezpečuje buď nezávislý potápačský dýchací prístroj, alebo je potápač zásobovaný dýchacím plynom z hladiny prostredníctvom pripojených hadíc.

Teplo[upraviť | upraviť zdroj]

Voda vedie teplo 25-krát lepšie než vzduch. Pobyt vo vode je preto spojený s rizikom straty telesného tepla, ktorá môže viesť až k podchladeniu (hypotermii). Pocit chladu je ľahko rozpoznateľným signálom, ktorý upovedomuje potápača o hroziacej hypotermii. Veľkým rizikom je však tichá hypotermia, pri ktorej dochádza k postupnému zníženiu telesnej teploty bez výrazne nepríjemného pocitu chladu a bez charakteristického trasenia svalov. Jej dôsledkom je takzvaný termálny dlh, čo je dlhodobý stres spôsobený zníženou telesnou teplotou. Prejavuje sa najmä zvýšenou citlivosťou na chlad a únavou.

Plavec alebo nechránený potápač pociťuje dostatočný tepelný komfort pri pohybe vo vode s teplotou okolo 28°C, pri nedostatočnom pohybe musí mať voda až 33°C, čo je normálna teplota pokožky. V chladnejšej vode telo stráca telesné teplo rýchlejšie, než je ho schopné produkovať. Tieto údaje sú len orientačné, pretože pocit tepelného komfortu je individuálny.

Potápač stráca teplo štyrmi spôsobmi:

1. Vedenie (kondukcia) ja hlavným mechanizmom straty telesného tepla. Teplo odvádza nielen voda, ale aj dýchací plyn, ktorý je chladnejší než ľudské telo. Tepelná vodivosť plynov rastie aj so zvyšovaním ich hustoty (tlaku) v dôsledku hĺbky.
2. Prúdenie (konvekcia) tesne súvisí s vedením tepla. Voda je nielenže v kontakte s telom potápača, ale ho aj aktívne obmýva. Voda zohriatá vedením sa vymieňa za chladnejšiu vodu, ktorá prijíma ďalšie teplo.
3. Odparovanie (evaporácia) je premena skupenstva z kvapalného na plynné a tento proces si vyžaduje dodávanie energie v podobe tepla. Hlavným mechanizmom straty tepla je odparovanie vody v pľúcach, pretože vdychovaný studený a suchý dýchací plyn obsahuje len veľmi malé množstvo vodných pár.
4. Vyžarovanie (radiácia) prispieva k celkovej strate tepla len málo.

Strate tepla nie je možné fyzikálne zabrániť, môže sa však významne spomaliť. Na ochranu pred stratou tepla sa buď používa potápačský oblek, alebo je potápač zásobovaný teplom (teplou vodou) z hladiny prostredníctvom pripojených hadíc.

V teplej vode v trópoch hrozí potápačom opačné riziko – prehriatie (hypertermia). (Pozri aj Potápačský výstroj).

Tlak[upraviť | upraviť zdroj]

So stúpajúcou hĺbkou vzrastá aj vonkajší tlak vody pôsobiaci na potápača. Ľudské telo pozostáva z veľkej časti z vody, ktorá je skoro nestlačiteľná, takže samotný vysoký tlak nepredstavuje nebezpečenstvo. Riziko pri ponáraní alebo vynáraní potápača vyplýva zo zmien tlaku v telesných dutinách vyplnených vzduchom

• pľúca
• stredné ucho

Barotrauma[upraviť | upraviť zdroj]

Zmeny tlaku ohrozujú telesné dutiny vyplnené vzduchom, v ktorých následkom rozdielu tlakov medzi vonkajším a vnútorným prostredím vzniká podtlak alebo pretlak. Poranenie týchto dutín spôsobené zmenami tlaku sa nazýva barotrauma alebo dekompresné poranenie. Barotraume je možné predchádzať vyrovnávaním tlaku medzi vonkajším prostredím a vnútornými dutinami.

Dekompresná choroba[upraviť | upraviť zdroj]

Dekompresná choroba je najznámejšou chorobou súvisiacou s potápaním. Je súhrnným termínom pre dva typy patologických stavov

1. Dekompresné ochorenie (decompression sickness, DCS)
2. mozgová cievna plynová embólia (cerebral arterial gas embolism, CAGE)

Jej vznik je podmienený dvomi spolupôsobiacimi faktormi:

• V tkanivách potápača musia byť rozpustené inertné plyny pochádzajúce z dýchacieho plynu použitého pri potápaní, najčastejšie dusík alebo hélium,
• príliš rýchly pokles vonkajšieho tlaku, napr. nekontrolovaným výstupom na hladinu, spôsobí uvoľňovanie rozpusteného plynu vo forme bubliniek a dochádza k vnútorným poraneniam rozličného charakteru.

Dekompresnej chorobe sa dá predchádzať plánovaním a kontrolovaním priebehu ponoru pomocou potápačských tabuliek a potápačských počítačov. Pre začiatočníkov je najbezpečnejšie potápať sa najviac do bezdekopresnej hĺbky.

Zmysly[upraviť | upraviť zdroj]

Voda ovplyvňuje aj spôsob, akým ľudské zmysly vnímajú okolité prostredie. Najviac postihnutý týmto fenoménom je zrak a sluch.

Zrak[upraviť | upraviť zdroj]

V dôsledku rozdielneho indexu lomu vody (1,33) a vzduchu (1,0) nie je ľudské oko schopné pod vodou zaostriť obraz na sietnici. Výsledný obraz zodpovedá zraku ďalekozrakej osoby s chybou približne −20 dioptrií. Pri potápaní sa preto používa potápačská maska, ktorá vytvára medzi okom a vodným prostredím priestor vyplnený vzduchom. (Pozri aj Potápačský výstroj).

Vysoký index lomu vody tiež ovplyvňuje naše trojrozmerné vnímanie. Vo všeobecnosti je pre potápača ťažké odhadnúť skutočné vzdialenosti a veľkosť predmetov. Objekty sa zdajú približne o 30% bližšie a väčšie, než v skutočnosti sú.

Voda tiež rozdielne pohlcuje svetlo s rozdielnou vlnovou dĺžkou – červená zložka sa pohlcuje najlepšie a modrá najhoršie. Preto je so vzrastajúcou hĺbkou farebné spektrum ochudobnené o červené svetlo a vnímanie skutočných farieb je narušené. Mozog dokáže tento posun čiastočne kompenzovať (ako funkcia white balance/vyrovnanie bielej farby na digitálnych fotoaparátoch), napriek tomu je však obraz viditeľne modrastý. Do hĺbky pod 30–40 m (v závislosti od čistoty vody) už preniká veľmi málo prirodzeného svetla a hlbšie než 50–60 m už panuje večná tma.

Sluch[upraviť | upraviť zdroj]

Rýchlosť zvuku je vo vode približne päťnásobne vyššia než vo vzduchu. Zdalo by sa preto, že vo vode by sme mali počuť lepšie. Kvalita sluchového vnemu však nezávisí od rýchlosti šírenia zvukových vĺn, ale od ich amplitúdy a od schopnosti ich vnímania sluchovými orgánmi.

V skutočnosti je naša schopnosť vnímania zvuku pod vodou obmedzená z troch hlavných dôvodov:

1. Hlavný spôsob vnímania zvuku pod vodou je vibrácia kostí lebky. Tento spôsob je však asi o 40% menej citlivý než vnímanie prostredníctvom ušného bubienka. Pod vodou preto počujeme slabšie než na vzduchu.
2. Na ochranu proti stratám tepla je hlava pokrytá najčastejšie neoprénovou kuklou, ktorá obmedzuje prenos vibrácií z vody ku kostiam lebky, najmä v rozsahu nad 1000 Hz. V neoprénovom obleku teda počujeme obmedzený rozsah zvukov.
3. Vďaka vysokej rýchlosti šírenia prichádza zvuková vlna k obom ušiam skoro v rovnakom čase. Časový rozdiel medzi posluchom v ľavom a pravom uchu však využívame na smerovú lokalizáciu zdroja zvuku. Vo vode preto nevieme určiť smer, z ktorého zvuk prichádza.

Pohyb pod vodou[upraviť | upraviť zdroj]

Vertikálny pohyb[upraviť | upraviť zdroj]

Vertikálny pohyb pod vodou pri potápaní sa nazýva zostup alebo výstup. Vykonáva sa reguláciou vztlaku pomocou tzv. kompenzátora vztlaku. (Pozri aj Potápačský výstroj).

Precízne ovládanie vztlaku patrí medzi medzi základné potápačské zručnosti, ktoré sa získavajú pri potápačskom výcviku.

Horizontálny pohyb[upraviť | upraviť zdroj]

Na horizontálny pohyb pod vodou sa najčastejšie využíva sila ľudských svalov. Základnou súčasťou potápačského výstroja sú plutvy, ktoré sa používajú na plávanie.

Niekedy sa na pohyb používa aj elektrický potápačský skúter, nazývaný v angličtine aj DPV – Diver Propulsion Vehicle.