Strona Główna
Wiedza nurkowa
WIEDZA NURKOWA
 

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**)