W ŚWIECIE WYSOKICH CIŚNIEŃ
Każdego roku w sezonie urlopowym setki tysięcy osób na całym
świecie sięgają po sprzęt nurkowy aby zakosztować radości swobodnego
zwiedzania podwodnego świata Nie ma wątpliwości, że nurkowanie
przestało być obecnie rozrywką dla wybranych, nurkują starzy
i młodzi, kobiety i mężczyźni. Współczesne konstrukcje sprzętu
nurkowego zapewniają bowiem użytkownikowi taki komfort oddychania
pod powierzchnią wody, że teoretycznie nurkować może każdy.
Nasuwa się jednak pytanie: Czy posiadanie niezawodnego sprzętu
nurkowego rozwiązuje wszystkie problemy związane z pobytem pod
wody? Wydaje się, że podstawowy problem nurkującego swobodnie
człowieka, czyli jak przedłużyć czas pobytu pod wody w istocie
został już rozwiązany. Zaopatrzony w butlę ze sprężonym powietrzem
płetwonurek może przez kilkadziesiąt minut (i dłużej) pozostawać
pod powierzchnią wody. Jednak gdy korzystając z dobrodziejstw
sprzętu nurkowego zanurzamy się pod wodę powinniśmy pamiętać,
że Królestwo Neptuna jest światem wysokich ciśnień.
Jako mieszkańcy powierzchni ziemi znajdujemy się nieustannie
pod naciskiem warstwy powietrza znajdującej się ponad naszymi
głowami. Na poziomie morza wywierane przez nią ciśnienie wynosi
1013 hPa czyli popularnie mówiąc 1 atmosferę (1 atm). W tym
rzadkim, gazowym ośrodku zmiany ciśnienia zachodzące ze zmianą
wysokości nad poziomem morza nie są gwałtowne. Dopiero na wysokości
600 m n.p.m. ciśnienie powietrza spada do połowy wartości notowanej
na nizinach. Pod wodą, wielokrotnie gęstszą od powietrza, rzecz
ma się zgoła inaczej. Już na głębokości 10 m ciśnienie otoczenia
wzrasta dwukrotnie w stosunku do wartości na poziomie morza,
a każda następna dziesiątka metrów przynosi kolejną atmosferę
nadciśnienia. Przykładowo, na głębokości 30 m psuje ciśnienie
4 atm
(1 atm na każde 10 m głębokości plus 1 atm ciśnienia atmosferycznego
ponad powierzchnią wody).
Wiele osób zastanawia się jak ludzki organizm może znosić tak
duże ciśnienie, nie dowierzając opiniom płetwonurków, że jego
działanie jest prawie zupełnie niezauważalne. Jest to jednak
prawda, ciśnienie bowiem nie działa na jeden punkt ciała nurkującej
osoby ale rozkłada się równomiernie na całą jego powierzchnię.
Co więcej, 74% ludzkich tkanek stanowi nieściśliwa woda więc
do odkształceń w ich obrębie nie dochodzi. Wpływ ciśnienia.
wody możemy odczuć jedynie w tych częściach naszego organizmu,
które wypełnia powietrze i a więc w płucach, zatokach i w części
ucha położonej za błoną bębenkową. Jeżeli w trakcie zanurzania
ciśnienie powietrza. w tych przestrzeniach nie będzie wyrównywane
z ciśnieniem wody panującym na danej głębokości, będzie następowało
ich zgniatanie. Jednym z najlepiej znanych (nie tylko płetwonurkom)
tego przejawów jest pojawiający się w czasie zanurzania ból
uszy spowodowany wzrastającym naciskiem wody na. błony bębenkowe.
Tą przykrą dolegliwość można łatwo zlikwidować "przedmuchując"-
jak mówią nurkowie - uszy, czyli napinając mięśnie klatki piersiowej
przy równoczesnym ściśnięciu palcami nosa lub po prostu przełykając
ślinę. W wyniku tego zabiegu powietrze z dróg oddechowych przedostaje
się do przestrzeni za błoną bębenkową likwidując nacisk wywierany
na nią przez wodę. Jeżeli ciśnienie panujące w uchu nie zostanie
wyrównane z ciśnieniem otaczającej nurka wody dalsze zanurzanie
grozi przerwaniem błony bębenkowej. Najczęściej jednak ból staje
się tak dotkliwy, że skutecznie ogranicza głębokość zanurzenia
do 3 - 4 metrów. Podobny proces wyrównania ciśnienia musi nastąpić
w zatokach i jeżeli nie jesteśmy zachodzi on bez naszego udziału.
Pozostaje jeszcze wyjaśnić co się dzieje w trakcie nurkowania
z naszymi płucami i jak to możliwe, że pod naciskiem kilkudziesięciometrowej
warstwy wody jesteśmy w stanie oddychać. Otóż za wyrównanie
ciśnienia w płucach odpowiada nieodzowne w nurkowaniu swobodnym
urządzenie zwane automatem oddechowym. Ten automatyczny reduktor,
którego element w kształcie puszki z ustnikiem trzymany jest
w ustach, dozuje powietrze zgromadzone pod wysokim ciśnieniem
w butli (na początku nurkowania najczęściej 20 MPa, czyli około
200 atm), w sposób zgodny z zapotrzebowaniem i rytmem oddechu
płetwonurka.
Co jednak najważniejsze, powietrze podawane jest do płuc osoby
nurkującej pod takim ciśnieniem jakie panuje na danej głębokości,
co zabezpiecza klatkę piersiową przed zgniataniem i umożliwia
swobodny wdech i wydech. Ponieważ w wodzie ciało ludzkie jest
prawie nieważkie, płuca stają się w czasie nurkowania czułym
regulatorem pływalności: biorąc głębszy wdech wznosimy się,
po wykonaniu wydechu zaczynamy opadać. Posiadając odpowiednią
wprawę możemy w pewnych granicach regulować naszą głębokość
nurkowania przy pomocy oddechu, bez wysiłku wznosząc się i opadając.
Dopiero opanowanie tej umiejętności daje prawdziwe uczucie nieważkości
i swobody poruszania się pod wodą. W sztuce tej kryje się jednak
poważne niebezpieczeństwo związane z tym, że oddychamy powietrzem
sprężonym.
Jeżeli po wykonaniu wdechu rozpoczniemy wynurzanie, powietrze
zgromadzone w naszych płucach zacznie zwiększać swoją objętość.
W takim wypadku wstrzymanie oddechu i kontynuowanie wynurzania
doprowadzić może do tak znacznego wzrostu objętości powietrza
w płucach, że ulegną one mechanicznemu uszkodzeniu. Ciśnieniowy
uraz płuc (bo tak się nazywa ta choroba) jest jednym z najpoważniejszych
niebezpieczeństw czyhających na niewprawnych płetwonurków. Konsekwencje
oddychania sprężonym powietrzem mogą też mieć inny charakter.
Dominującym składnikiem powietrza jest azot, którego jest w
atmosferze prawie czterokrotnie więcej niż tlenu. Na powierzchni
z każdym wdechem zostaje wprowadzona do płuc pewna porcja tego
gazu i jako obojętny dla nas składnik powietrza zostaje on w
niezmienionej ilości usunięty z płuc w czasie wydechu.
Sytuacja zmienia się radykalnie gdy oddychamy powietrzem pod
zwiększonym ciśnieniem. Wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa
się bowiem rozpuszczalność azotu w naszych tkankach. W trakcie
nurkowania dochodzi więc do gromadzenia się azotu w organizmie
płetwonurka w ilościach tym większych im dłużej i głębiej on
nurkuje. Zatem z punktu widzenia fizyki ciało osoby nurkującej
przypomina butelkę z wody sodową jak to żartobliwie określił
jeden z francuskich profesorów zajmujących się tym problemem.
Jeżeli osoba taka wynurzy się gwałtownie obniżając ciśnienie
wnętrza organizmu, a tym samym zmniejszając rozpuszczalność
azotu w tkankach, nadmiar gazu wydzieli się w postaci pęcherzyków
spieniając krew na podobieństwo otworzonej butelki z wodą sodową.
Zjawisko to wywołuje szereg niebezpiecznych dla organizmu objawów
znanych pod nazwą choroby dekompresyjnej (ciśnieniowej).
Aby jej uniknąć należy wynurzać się etapami w takim tempie
aby wydzielający się z krwi azot mógł być systematycznie usuwany
przez płuca na zewnątrz organizmu. Parametry wynurzania podają
dla różnych czasów i głębokości nurkowania tzw. tabele dekompresyjne
lub stanowiące zdobycz ostatnich lat cyfrowe dekompresjometry,
informujące na jakiej głębokości należy przerwać wynurzanie
i jak długo należy zatrzymać się na tak zwanych przystankach
dekompresyjnych. Konieczność odbycia dekompresji pojawia się
jednak realnie tylko przy nurkowaniach poniżej 20 metrów i aby
wynurzyć się z głębokości 10-15 metrów nawet po godzinnym nurkowaniu
nie musimy jej przeprowadzać.
Jest jeszcze jeden powód, dla którego obecność azotu w powietrzu
jest dla nurków kłopotliwa Podczas głębokiego nurkowania ten
obojętny na powierzchni składnik powietrza zaczyna oddziaływać
na psychikę nurka powodując objawy podobne pod pewnymi względami
do oszołomienia wywołanego spożyciem alkoholu. Wzrasta pewność
siebie, samozadowolenie, spada zdolność logicznego myślenia
Objawy te zwane narkozą azotową lub bardziej poetycko ekstazą
głębin, mogą pojawić się już na głębokości 30-40 m, najczęściej
jednak dostrzega się je wyraźnie na głębokości około 50 m. Rzecz
charakterystyczna, zmniejszenie głębokości powoduje natychmiastowe
ustąpienie tej dolegliwości. Przekroczenie głębokości 60 m powoduje
tak silny wpływ azotu na układ nerwowy nurka, że często zaczyna
zatracać on poczucie rzeczywistości, a następnie traci przytomność.
Ekstaza głębin była zapewne przyczyną śmierci wielu nurków w
trakcie prób rekordowych zanurzeń z zastosowaniem powietrza.
Z tego właśnie powodu głębokość nurkowania swobodnego z zastosowaniem
powietrza jako gazu oddechowego ograniczona jest do 50 m. Oczywiście
nasz sprzęt będzie działał sprawnie na głębokości 70, 80 i 90
metrów, stajemy więc przed problem kierowcy szybkiego samochodu
wjeżdżającego w obszar ograniczenia prędkości. To czy zastosujemy
się do zalecanych ograniczeń zależy jedynie od naszego rozsądku.
Czy jednak w ogóle warto nurkować tak głęboko? Kolorowy, bogaty
w życie świat znany z filmów i zdjęć podwodnych to wody powierzchniowe
do 15 - 20 m w morzu i 5 - 7 m w jeziorach naszej strefy klimatycznej.
Głębiej może być już tylko ciemniej i zimniej...
Czy jeżeli azot sprawia podczas nurkowania tyle kłopotu nie
byłoby prościej wyeliminować go z powietrza, którym oddychamy
pod wodą czyli po prostu zacząć oddychać czystym tlenem? Wydaje
się, że takie rozwiązanie może mieć tylko same plusy. Tymczasem
wdychany pod wyższym niż na powierzchni ciśnieniem czysty tlen
już na głębokości 15 metrów powoduje zatrucie organizmu objawiające
się drgawkami, zaburzeniami wzroku i utratą przytomności. Nasza
intuicja w sprawach dziania ludzkiego organizmu w podwodnym
świecie bywa bardzo zawodna...
Korzystając z osiągnięć techniki podwodnej końca XX wieku pamiętajmy,
że swobodę poruszania się w środowisku wodnym ogranicza nam
budowa i funkcjonowanie naszych organów. Nic tu nie pomogą najnowsze
i najdroższe wersje nurkowego ekwipunku bowiem nurkowanie nie
sprowadza się wyłącznie do oddychania pod wodą i żeby nurkować
bezpiecznie trzeba się tej sztuki nauczyć.
Piotr Stós (instruktor KDP/CMAS**)