Дайвинг, что нужно знать? Организм и водная среда.

Начни знакомство с дайвингом в Крыму

Стоит ли заниматься дайвингом? Опасно ли это?  Какие есть ограничения и противопоказания?

Андрей Бойков

Дайвинг, что нужно знать? Организм и водная среда.

Дайвинг, когда мы приезжаем отдыхать на море, то наверняка сталкиваемся либо с рекламой дайвинга, либо на пляже, где мы отдыхаем расположен дайвинг центр, либо соседи по номеру успели понырять и рассказали об этом. Вроде и хочется попробовать, но одолевают сомнения, а вдруг…  Какие есть ограничения и противопоказания? А не вредно ли это? Не опасно ли? А вдруг не получится? А можно ли детям? Давайте попробуем разобраться, а что такого с нами может случиться?

Торпедный катер

Человек, существо сухопутное, он привык жить на суше, вода для человека среда агрессивная. Да в тёплой воде нам комфортно, но не долго, даже в очень тёплой воде мы рано или поздно начнём замерзать. Почему так происходит? Потому что теплоотдача в воде в 25 раз быстрее чем в привычной для нас воздушной среде. Температура нашего тела около 37 градусов по Цельсию, а вода даже в самых тёплых тропических морях 29–30  градусов, проще говоря, мы своим телом будем греть окружающую воду.

Ну а если мы погрузимся под воду, тут вообще всё совсем печально, дышать не можем, не тренированный человек больше минуты не выдержит.

Под водой вы ничего не увидите, потому что показатель преломления у глаза почти такой же как и у воды, под водой фокус лучей будет далеко позади сетчатой оболочки.

Слышать мы будем, но источник звука как на поверхности, не определим, почему? Потому что вода плотнее воздуха, а скорость распространения звука под водой в четыре раза быстрее, звук достигает наших ушей практически одновременно, и наши слуховые рецепторы практически не успевают уловить разницу. Для того чтобы мы могли комфортно чувствовать себя под водой, человечество придумало разные приспособления. Я более подробно о снаряжении для дайвинга писал в другой статье, вот ссылка. Акцентирую ваше внимание только на общих моментах, по порядку.

Чтобы не мёрзнуть — гидрокостюм, бывает разных типов и для разных температур.

Гидрокостюм

Чтобы дышать под водой существует несколько типов оборудования, используем мы самую распространённую международное название SCUBA, в переводе на русский, аппарат автономного дыхания под водой. У нас в стране более известен как акваланг, от оригинального французского AquaLung, дословный перевод на русский, водяное лёгкое. Название придумали французские изобретатели, которые и придумали его в далёком 43 году, их имена Жак Ив Кусто и Эмиль Ганьян. По своей сути это система жизнеобеспечения под водой. С её помощью мы и можем оставаться под водой значительное время.

Зрение, всё просто, надо просто изменить показатель преломления, как? Маска, воздушная прослойка в ней позволяет нам видеть. Правда есть нюансы, вода —  оптически более плотное вещество, чем воздух, поэтому, попадая из воды в воздушную прослойку под маской через плоское стекло, лучи отклоняются и изображение становится ближе на 25% и больше на 33%.

Аквармум

 У воды есть и другие свойства —  рассеивания света. Попав в воду свет поглощается или рассеивается. Вода – полупрозрачная среда, оптически более плотная чем воздух. В наиболее прозрачной воде на глубину 10 м проникает 85% солнечной энергии. На 50 м – 30%, на 100 м 3.5%. На глубине 150 м сумеречная освещённость, а на глубине 200 м практически полная темнота. На практике надёжным показателем оптических свойств воды является её прозрачность и цвет. Прозрачность зависит от наличия взвесей и планктонных организмов. В прибрежных районах прозрачность ниже. Цвет зависит от оптических свойств воды и толщины просматриваемого слоя. Различают синий, зелёный, и бурый. Поглощение цвета в воде — проходя через толщу воды, солнечный свет постепенно тускнеет. Красную и оранжевую составляющие солнечного спектра вода поглощает в первую очередь, голубой свет проникает на самую большую глубину. На пяти метрах уходит красный свет, с 9 метров уходит оранжевый, и далее по спектру, помните каждый охотник желает знать где сидит фазан? Глубже 30 метров остаётся только сине фиолетовые тона. Цвет под водой легко восстановить, в помощь фонарик. Даже на 6 метров красного уже нет, и краб на дне будет казаться зелёным, а помощью фонаря вы увидите его натуральный цвет, оказывается он красный! Вот почему подводные фотографы тащат с собой под воду целую гирлянду. Не потому что они глубоко ныряют, а для того чтобы восстановить цвет.

Цвет в воде

Дайверы под водой дышат сжатым воздухом, воздух в лёгкие подаётся под давлением, а именно равным давлению окружающей среды, иначе мы просто не сможем дышать. Как я уже говорил мы существа сухопутные, и наша диафрагма, выполняющая функцию главной дыхательной мышцы, привыкла к давлению в одну атмосферу, и дополнительное давление будет вызывать трудности дыхания. Вода среда более плотная чем воздух, и водяной столб высотой в 10 метров морской воды равен 1 атмосфере. На глубине в 10 метров на нас будет действовать уже две атмосферы, давление атмосферы (атмосферное давление) плюс давление воды (сумма давлений, атмосферное и водяное по-другому гидростатическое называется абсолютным). При таком давлении мы не сможет вдохнуть, наша диафрагма просто не сможет преодолеть вес давящей на нас воды. Даже на глубине в один метр у нас не получится вдохнуть, все дыхательные трубки для подводного плавания, никогда не превышают длинны в 30 сантиметров. И поэтому регулятор (устройство, через которое мы дышим под водой) устроен таким образом чтобы подавать нам воздух под давлением окружающей среды, чтобы помочь нашей диафрагме.

Таблица давление

Под водой мы дышим обыкновенным воздухом (не кислородом) как я говорил ранее под давлением, и этот фактор надо учитывать, никакого вреда здоровью это не несёт, но надо соблюдать не сложные правила безопасности. Самое первое и основное правило в дайвинге, никогда не задерживайте дыхание! Воздух под водой путём задержки дыхания мы не экономим, у нас его достаточно. Наверное, все помнят пример из школьного учебника физики с воздушным шариком, который погружают на разную глубину, чем глубже, тем шарик в объёме становиться меньше, погрузили на глубину в 10 метров давление увеличилось в два раза, объём шарика уменьшился в два раза. Проведём обратный эксперимент, накачаем шарик воздухом до его нормальных размеров на глубине в 10 метров, и отпустим его на верх, по мере уменьшения глубины размер шарика будет увеличиваться, а на поверхности шарик увеличится в два раза, вероятнее всего он лопнет. Произведение объема данной массы гaзa на его давление при неизменной температуре есть величина постоянная (закон Бойля-Мариотта). Математически этот закон можно написать так: P1V1 = P2V2 или PV = const.

Закон Бойля

Наши лёгкие это бронхи и альвеолы, альвеолы — это микроскопические шарики, в которых и происходит процесс дыхания (газообмен). Альвеол в лёгких взрослого человека 600–700 миллионов, площадь дыхательной поверхности лёгких изменяется от 30 м² при выдохе до 100 м² при вдохе. Объём лёгких среднего человека 6 литров, в течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в лёгкие поступает пол-литра воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом. Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2 литров воздуха. Максимальный выдох также составляет около 2 литров. На глубине в 10 метров мы будем вдыхать в два раза больше воздуха, и если мы задержим дыхание и начнём всплывать, то наши шарики, альвеолы будут увеличиваться в размере, что может вызвать пере растяжение последних. Мы травмируем наши лёгкие, такая травма лёгких называется баротравма. Чтобы этого избежать, нельзя задерживать дыхание и, если мы соблюдаем это правило с нами никогда ни чего не случиться. Есть и другие виды баротравм.

Лёгкие

Баротравма среднего уха. Все, наверное, испытывали давление на уши, при полёте в самолёте, при занятии сноркелингом (ныряние с маской трубкой). Происходит это потому, что при погружении под воду, давление окружающей среды увеличивается, а давление в среднем ухе не успевает (среднее ухо соединено с носоглоткой евстахиевыми трубами), что вызывает дискомфорт, ощущение боли в ушах. 

Среднее ухо

Надо просто выровнять давление в среднем ухе (добавить воздуха), существует множество разных способов, самый простой и распространённый, манёвр Вальсальвы, зажимаем нос пальцами и делаем выдох в нос. В дайвинге это называется продуться. Инструктор, который поведёт вас под воду научит это делать. Продуваться надо начинать заранее, не надо дожидаться ощущения дискомфорта, если продуться не получается, всплываем, отдыхаем и пробуем снова. Через боль ни в коем случае не ныряем, иначе рискуем получить баротравму среднего уха (разрыв барабанной перепонки, очень болезненно и долго лечится).

Манёвр Вальсальвы

В нашем организме есть ещё воздушные полости, синусы (гайморовы пазухи), они соединены с носоглоткой, и поэтому специально продувать их не надо, давление в них выравнивается автоматически, но если мы простужены, то они могут быть забиты слизью, что вызовет головную боль над глазами в районе переносицы. В этом случае лучше не нырять, иначе рискуем получить головную боль на целый день. Просто потерпите пару дней пока не выздоровеете. Правило простое, никогда не ныряйте простуженным.

Синусы

Ещё один вид баротравмы, может вызвать маска, когда вы погружаетесь, давление окружающей среды возрастает, а под маской, остаётся атмосферное (маску же вы надевали на поверхности, где давление равно одной атмосфере), маска начнёт давить на лицо, если не хотите весь оставшийся день ходить с отпечатком маски на лице, просто добавьте в маску немного воздуха, сделайте выдох в неё носом.

Маска

Ещё один фактор, который нужно учитывать это азот. При дыхании сжатым воздухом, азот накапливается в наших тканях. Подробно механизм накопления азота в тканях в этой статье я описывать не буду, расскажу лишь в общих чертах. Воздух, которым мы дышим, состоит из смеси газов, основная его часть азот, составляет 78 процентов, следующий газ кислород 21 процент, и оставшийся один процент приходится на все остальные газы. Все значения округлены для удобства расчётов. В дайвинге учитываются два газа, азот и кислород, кислород усваивается нашим организмом, он участвует в процессе метаболизма. Кислород в процессе дыхания вступает в химическую реакцию с гемоглобином, и дальше с кровотоком разносится по тканям нашего организма, где в процессе метаболизма перерабатывается нашими тканями. Азот газ инертный, в химических реакциях не участвует, попадая в кровь так же разносится кровотоком по тканям и там накапливается. Как азот попадает в кровь? За счёт разницы парциального давления и диффузии. Наш воздух — это смесь газов, каждый газ в смеси имеет своё давление согласно количеству газа в смеси. Возьмём смесь двух газов, азота и кислорода, порция азота будет составлять 78 процентов, кислорода 22. Заполним им ёмкость, например баллон для дайвинга. Стандартный баллон 12 литров, если его заполнить смесью под давлением  1 атмосфера, порция азота в нём составит 9,36 литра, кислорода 2,64, в дайвинге мы используем бары, 1 бар = 1 атмосфере. Давление в баллоне 1 бар, порция азота согласно его количеству 78 процентов, это 0,78 объёма баллона. Если перевести в бары, то это 0.78 бар, парциальное давление азота. Соответственно кислорода 0.22 бара. Если бы мы закачали в баллон то же количество азота (9,36 литра) то его давление в баллоне так же составит 0,78 бар. Парциальное давление в смеси равно давлению, которое будет оказываться, если бы он занимал тот же объём, что и вся смесь газов (закон Дальтона). У нас смесь двух газов. Азот 0,78 бар + кислород 0,22 бара = 1 бар. Если мы поместим в баллон в два раза больше смеси, то и давление увеличится в два раза = 2 бара, соответственно в те же два раза увеличится и парциальное давление. Азот 1,56 бар, кислород 0,44 бара.

Закон дальтона

Диффузия — это взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового перемещения частиц вещества. Если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной. Нас интересует диффузия газа в жидкостях. Самый простой пример из жизни, газированная вода, это смесь воды и углекислоты. В спокойном состоянии мы не увидим разницы между бутылкой обычной воды и газированной, (в магазине одну от другой мы отличаем либо по цвету пробки, или читаем надпись на этикетке). Газ легко перемешивается с жидкостью (диффундирует) присутствует в виде микроскопических пузырьков невидимых глазу. Как я писал выше, в спокойном состоянии (пример бутылки газированной воды в магазине), пузырьки газа в воде вы не увидите, пока бутылку не откроете, давление внутри бутылки больше атмосферного и открутив пробку вы создаёте перепад давления, и соответственно микроскопические пузырьки быстро увеличатся в размере (закон Бойля-Мариотта) и станут видимы глазу.

Диффузия

Вспомним пример с бутылкой газированной воды, пока она закрыта и стоит на столе, пузырьков в ней не видно, стоит взять со стола, встряхнуть и резко открыть, то зальёте всё во круг. При быстром перепаде давления пузырьки увеличатся в размере (закон Бойля Мариотта) и газ из жидкости начнёт выделяться (жидкость начнёт рассыщатся). Процесс этот хаотичный, увеличившиеся пузырьки, прежде чем улетучится из жидкости будут сталкиваться между собой и ещё больше увеличиваться в размерах, очень напоминает кипение воды (только без увеличения температуры). Процесс насыщения жидкостью газом называется сатурация, процесс рассыщения — десатурация. Подобные процессы могу происходить и в тканях нашего организма, и могут вызвать декомпрессионную болезнь (кессонную болезнь). По этому на поверхность сразу не ломимся… Безопасная скорость всплытия не должна превышать 9 метров в минуту, это как с бутылкой газированной воды, если мы её не трясём и медленно открываем (давление изменяется медленно) то и фееричного процесса фонтана не происходит, и пузырьки хоть и увеличиваются в размерах но не критично, и улетучиваются не хаотично, процесс получается контролируемым. Так же и при всплытии, начинаем всплывать, давление окружающей среды измениться в меньшую сторону, парциальное давление азота в дыхательной смеси тоже умещается и процесс протекает в обратную сторону. Наши ткани начинают рассыщатся, избыточный азот поступает в кровь, из крови в лёгкие, а дальше мы его просто выдыхаем. Окончательно азот выветривается из тканей только через 12 часов. Это как в бутылке газированной воды, основная часть газа выветривается в первые минуты, и если мы оставляем бутылку открытой то постепенно газ из неё улетучится (выдохнется). Также и при всплытии, основная часть азота улетучивается во время всплытия, и оставшаяся часть в течении 12 часов.

.

Газообмен

Эту статью я пишу для людей которые раньше ни когда не ныряли, и я надеюсь что информация из неё поможет таким людям принять решение в пользу занятия дайвингом. Ходит много разных слухов и мифов во круг дайвинга, и про ужасную кессонную болезнь, и про азотный наркоз, и ещё много всякой всячины. Запомните всего несколько правил. Никогда не задерживаем дыхание! Соблюдаем скорость всплытия! Как её не превысить? Всё просто, всплываем со скоростью самых маленьких пузырьков воздуха, который мы выдыхаем из регулятора. Никогда не ныряем простуженными. Продуваемся, через боль не ныряем! Ну и во всём слушаемся своего инструктора. Все ознакомительные погружения, проходят с инструктором, инструктор проводит обязательный инструктаж перед погружением, проверяет состояние вашего здоровья, обычно перед погружением вы заполняете медицинскую анкету, где отвечаете на все необходимые вопросы, и инструктор на основании ваших ответов принимает решение, стоит ли вам погружаться. Инструктор несёт полную ответственность за вас перед законом, и ни один вменяемый инструктор не потащит вас под воду, если у вас есть серьёзные противопоказания. Инструктор должен быть индивидуальный, то есть один инструктор на одного погружающегося. Глубина ознакомительного погружения не должна превышать 5–6 метров. На такой глубине всегда есть возможность быстрого безопасного всплытия на поверхность, на этой глубине за время погружения, обычно это 30-40 минут, процент насыщения азотом будет незначительным, да и с такой глубины чтобы всплыть безопасно нужно всего около 30 секунд. Декомпрессионная модель Холдейна (Декомпрессия небезопасна, если давление азота внутри тела становится более чем в два раза выше атмосферного азота), говорит о том, если вы не превысили давление азота в организме более чем в два раза, а это глубина более 10 метров, декомпрессия безопасна! Азотный наркоз на такой глубине с вами не приключится вообще никогда! Риск возникновения такого эффекта начинается после 18 метров. Кому точно не стоит погружаться, в первую очередь беременным на любой стадии беременности, не потому что опасно, а потому что процесс насыщения тканей плода азотом не изучен, таких экспериментов просто не проводили и поэтому лучше не рисковать. Хронические заболевания среднего уха. Серьёзные сердечно-сосудистые заболевания, заболевания лёгких. В рейтинге опасных видов спорта дайвинг уверенно плетётся в конце списка. Главное соблюдайте нехитрые правила, и дружите с головой! Бывают случаи, когда к нам в дайвинг центр приходят люди и требуют чтобы их погрузили сразу на 50 метров… В 100 процентах случаев мы им отказываем и предлагаем сначала попробовать себя на пяти… И если вы хотите на пятьдесят, то сначала надо пройти обучение, да и наш любительский рекреационный дайвинг ограничен 42 метрами. И эта цифра была взята не с потолка, а в результате серьёзных научных исследований, начатых ещё в начале прошлого века в 1906 году Джоном Скоттом Холдейном. Ну а 50 метров, это уже технический дайвинг, а это уже другая история.

Джон Скотт Холдейн
Оцените статью
ВарягЪ
Добавить комментарий
Call Now Button