SME
Utorok, 20. október, 2020 | Meniny má VendelínKrížovkyKrížovky

Choroby z potápania, potápačstvo

Všeobecné informácie. Vo väčšine vyspelých krajín sa venuje potápačstvu s pretlakovými vzduchovými prístrojmi stále viac ľudí. Väčšina potápačov však tento šport vykonáva len pár dní v roku, väčšinou počas dovolenky, a často v ďalekých krajinách.

Všeobecné informácie

Vo väčšine vyspelých krajín sa venuje potápačstvu s pretlakovými vzduchovými prístrojmi stále viac ľudí. Väčšina potápačov však tento šport vykonáva len pár dní v roku, väčšinou počas dovolenky, a často v ďalekých krajinách. Zbehlosť a skúsenosť mnohých potápačov nie je preto často veľmi výrazná. Dúfame, že týmto ľuďom, ale aj skúseným potápačom, poskytneme dôležité a zaujímavé údaje, ako i informácie.

Pri potápaní s potápacím prístrojom so stlačeným vzduchom (SCUBA = Self Contained UnderwaterBreathing Apparatus) vdychuje potápač cez náustok (automatickým kyslíkovým respirátorom) stlačený vzduch tlakom, ktorý zodpovedá danému tlaku prostredia = tlak vody plus atmosferický tlak. Zmes vzduchu sa spravidla vdychuje z oceľového alebo alumíniového oprístroja upevneneného na chrbte potápača, s obsahom medzi 8 l a 12 l. Vzduch sa do prístroja plní pomocou kompresora zo vzduchu prostredia tlakom ca. 200 bar.

Pomocou takejto zmesi vzduchu možno, do určitej miery bezpečne, dosiahnuť hĺbky až do 40 m; hoci zväzy športového potápania ponorenia nad 30 m neodorúčajú. Zvyčajné ponorenie športových potápačov spravidla trvá okolo 45 minút a začína v hĺbkach medzi 30 m a 40 m.

Pre bezpečné potápanie vo väčších hĺbkach, napr. pri prácach pod vodou, pre vedecké alebo vojenské účely, musia byť použité zmesi kyslíka a hélia. Nasledovne má v podstate dôjsť na potápanie so stlačeným vzduchom. Ale aj voľné potápanie (apnoe-potápanie) sa dostane k slovu.

 

Fyzikálne predpoklady

Tlak

Dozaista najdôležitejšou fyzikálnou veličinou pri potápaní je tlak. Je definovaný ako zvislá projekcia sily na plochu:

P = F/A 

kde: P = tlak (od „pressure“) F = sila (od „force“) A = plocha (od „area“)

 

Aby sme sa dostali k jednotke tlaku, sú v rovnici 1 použité špeciálne jednotky pre silu a plochu. Ak pôsobí napríklad sila o veľkosti 1 newtona kolmo na nejakú plochu o veľkosti 1 m 2 , tak sa jednotka tlaku, ktorá z toho vznikla, označuje ako pascal ( = pa).

1pa = 1 N/1m2

 

Stotisíc pascalov sa označuje ako jeden bar:

1bar = 105 pa

 

Priemerý tlak vzduchu činí v nadmorskej výške 1,013 bar. V polohách s vysokým resp. s nízkym tlakom môže tlak čiastočne kolísať. Kvôli zjednodušeniu počítame pri nasledovných úvahách s nadmorskou výškou (= 0 m) s tlakom vzduchu 1 bar.

Poznámka: V medicíne sa tlak, tak napr. krvný tlak, ešte vždy uvádza v milimetroch ortuťového stĺpca (mm Hg). Táto jednotka tlaku a tlak v bar spolu nasledovne súvisa: 750 mm Hg = 1 bar

tlakové pomery v rôznych výškach a hĺbkach vody

Voda je takmer nestlačiteľná. To znamená, že voda má tú istú hustotu na povrchu, v 100 m hĺbke alebo aj v hĺbke 1 000 m. Sladká voda má pri 4 °C hustotu 1 000 kg na m3. Slaná voda má v závislosti od obsahu soli väčšiu hustotu. Hustota slanej vody (20 °C) s obsahom soli 3 % je teda okolo 1020 kg na m3. Hustota vody okrem toho závisí od jej teploty. Najväčšiu hustotu má voda – na rozdiel od mnohých iných tekutín – pri + 4 °C (anomália vody).

Vzduch je naproti tomu silne stlačiteľný. Vzduch má za normálnych podmienok, čiže pri tlaku 1 bar, hustotu 1,13 kg na m3.

Na vodnej hladine činí tlak pôsobiaci na potápača v priemere okolo 1 bar. Pretože vodný stĺpec vysoký 10 m vytvára rovnako tlak 1 bar, je celkový tlak v 10 m hĺbke vody 2 bar = tlak vzduchu (1 bar) + tlak 10 m vody (1 bar). V 20 m hĺbke činí tak tlak prostredia 3 bar, v 30 m hĺbke 4 bar a v 40 m hĺbke 5 bar.

Tak ako sa tlak so stúpajúcou hĺbkou vody zvyšuje, v atmosfére so stúpajúcou výškou klesá. Tu však znižovanie tlaku nie je lineárne ako vo vode. Ako je vidno z obr. 1, činí tlak vzduchu vo výške 4000 m ešte 0,62 bar. Prirodzene, že táto hodnota kolíše v závislosti na stave tlaku vzduchu a počasia. Táto výška je približne hranicou, od ktorej môže osoba nezvyknutá na výšky dostať výškovú chorobu. Výšková choroba znamená vážne nebezpečenstvo, pretože môže okrem iného viesť k pľúcnym a mozgovým edémom a môže skončiť smrteľne. V takýchto prípadoch treba postihnutú osobu buď respirovať kyslíkom, alebo priniesť do nižších výšok.

 

Boylov-Mariottov zákon

Z fyziky a z chémie poznáme stavovú rovnicu plynu od Boyla-Mariotta. Táto znie: v uzavretom systéme je pri konštantnej teplote výsledok tlaku p a objemu V ideálneho plynu konštantný:

p . V = konšt.

 

Pozor

Pod ideálnym plynom rozumieme – reálne neexistujúci – plyn, v ktorom molekuly plynu nemajú žiadny objem a nepôsobia na seba nijakými silami. Vo veľkých objemoch pri nízkej hustote (= nízky tlak) sú však tieto podmienky skutočne dobre splnené. Odchýlky od vzduchu od podmienok ideálneho plynu sa však so stúpajúcim tlakom zväčšujú. Jednako sa všetky úvahy o potápaní dajú s dobrými výsledkami vykonať pomocou rovnice 5.

Na objasnenie rovnice 5 pozorujeme balón napustený vzduchom, ktorý má na vodnej hladine objem 4 l vzduchu pri tlaku 1 bar. Z vodnej hladiny sa má dostať do hĺbky vody 40 m. Tu má potom balón pri tlaku 5 bar objem už len 0,8 l.

 

Na objasnenie Boylovho-Mariottovho zákonu

 

Treba to chápať nasledovne: Na vodnej hladine vyplýva pre balón výsledok p . V zo 4 l .1 bar = 4 l . bar. V hĺbke vody 10 m musí výjsť výsledok podľa rovnice 5 rovnako 4 l . bar:

2 l . 2 bar = 4 l bar

Výsledok je náležite v 20 m, 30 m alebo 40 m hĺbky stále 4 l . bar, ako je to objasnené na obr. 2.

Pretože je automatickým kyslíkovým respirátorom potápačského prístroja vzduch v každej hĺbke prijímaný s daným tlakom prostredia, je tlak vnútri tela a tlak prostredia = tlak vody + atmosferický tlak potápača stále rovnaký.

 

Parciálny tlak

Pod parciánlnym tlakom (= čiastkový tlak) nejakého plynu v plynnej zmesi 2 alebo viacerých rôznych plynov rozumieme tlak, ktorý by prevládal, keby sme z objemu odstránili všetky ostatné plyny.

Parciálny tlak pp plynnej zmesi s celkovým tlakom po, ktorá je zložená z ľubovoľného množstva plynov s danými percentuálnymi podielmi objemov Vn, sa vypočíta nasledovne:

pp = po . Vn

 

parciálny tlak = celkový tlak . percentuálny podiel objemu jednotlivých plynov

Podľa definície parciálneho tlaku vyplýva celkový tlak po plynnej zmesi zase zo súčtu všetkých parciálnych tlakov zastúpených v zmesi plynov.

Súhrn vdychovaného a vydychovaného vzduchu v percentách

 

Príklad:

Vo vdychovanom vzduchu je celkový tlak 1 bar, čiže rovnaký ako tlak v nadmorskej výške. Percentuálny podiel objemu 21 % kyslíka činí 0,21, zo 78 % dusíka 0,78 a z 1 % zvyšných plynov 0,01. Celkový tlak kyslíka sa potom vypočíta nasledovne:

p02 = 1 bar . 0,21 = 0,21 bar

Pre celkový tlak dusíka náležite nasleduje hodnota 0,78 bar.

Vdychovaný vzduch sa v organizme ohrieva na ca. 37 °C a sýti takmer 100 %-tne vodnými parami. Okrem toho sa spaľuje kyslík, a tým sa uvoľňuje oxid uhličitý. Preto je, ako ukazuje obr. 3, zloženie vydychovaného vzduchu iné ako zloženie vdychovaného vzduchu.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Primár

Inzercia - Tlačové správy

  1. Na Slovensku pribúdajú nové bankomaty. Viete čo v nich vybavíte?
  2. Zamestnanec chcel príspevok na stravu, no šéf mal iný názor.
  3. Home (ale aj) Office
  4. Downtown Bratislavy sa rozrastie o nový rezidenčný projekt
  5. Zaplatiť za kávu či obed pomocou správy v čete? Už čoskoro
  6. Covid a post-Covid: Ako sa chrániť pred kybernetickými útokmi?
  7. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár
  8. Zelená Bratislava
  9. Znečistenie riek už možno nebude možné zastaviť
  10. Vyučujú školy informatiku dobre? Tieto patria medzi ukážkové
  1. Počas pandémie je dôležité aj správne kúrenie
  2. Bezbariérové vozidlo
  3. Na NFŠ môže byť rýchlo 72 špeciálnych lôžok pre COVID 19
  4. Zaplatiť za kávu či obed pomocou správy v čete? Už čoskoro
  5. Covid a post-Covid: Ako sa chrániť pred kybernetickými útokmi?
  6. Zelená Bratislava
  7. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár
  8. Ruža zmeny
  9. Úpravy automobilov pre ZŤP
  10. No Finish Line v Bratislave sa presúva do virtuálneho priestoru
  1. Rysy navštívi päťtisíc ľudí denne. Ako vyzerá denný chod chaty 28 908
  2. Jedlo v Bratislave: Tieto reštaurácie určite vyskúšajte 16 156
  3. Kam sa vybrať za jesennými výhľadmi? 14 899
  4. Čo bude s gastráčmi a miliardy z EÚ ako prekliatie? 13 730
  5. Vyučujú školy informatiku dobre? Tieto patria medzi ukážkové 12 442
  6. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár 10 801
  7. Ako vidia budúcnosť deti zo základných škôl? Budete prekvapení 9 891
  8. Toto sú povolania budúcnosti. Niektoré prekvapili 9 121
  9. Korenie sexuálneho života po päťdesiatke. Tieto tipy vyskúšajte 9 071
  10. Hodnotenie profesionála: Ako obstáli obľúbené hotely v Tatrách? 8 885
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Zákaz vychádzania pre netestovaných? Pochybnosti majú ústavní právnici aj prezidentka

Vláda riskuje, že Ústavný súd zruší testovanie skôr, ako sa začne.

Ilustračné foto.

Koronavírus na Slovensku: Prezidentka nepodporuje sankcie za odmietnutie testovania (minúta po minúte)

Pribudlo ďalších šesť úmrtí na Covid-19, zomrel aj lekár z Oravy.

Prezidentka Zuzana Čaputová na rokovaní bezpečnostnej rady.
Zamestnanci spoločnosti Volkswagen Slovakia pracujú na výrobnej linke.
Komentár Petra Schutza

Významná časť národa už dávno žije v osobnom lockdowne

Medzi tmami a hmlami.

Peter Schutz.