Jak se nezabít při potápění

Nemalý tlak na nás působí i na souši. „V prostředí s normálním atmosférickým tlakem je lidské tělo stlačováno poměrně velkým tlakem zhruba 100 000 Pascalů,“ uvedl v Meteoru fyzik Zdeněk Bochníček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Lze to přirovnat k tlaku, který by vytvořila tíhová síla 1 kg soustředěná na plochu 1 cm2. „Představme si třeba dlaň dospělého člověka, která může mít 100 cm2, pak se tlaková síla vzduchu na tu dlaň rovná tíhové síle 100 kg závaží. To je stejné, jako kdyby vám na dlaň stoupl 100kilogramový člověk, to už by asi hodně bolelo,“ přiblížil Bochníček.

Jsme téměř nestlačitelní

Takovou sílu denně snášíme nejen na dlani, ale po celém těle. „To, že nám atmosférický tlak neublíží, není dáno tím, že jsme si na něj zvykli, ale tím, že jsme vůči tlaku odolní. Jsme téměř nestlačitelní,“ vysvětlil fyzik Bochníček.

I když tak jednoznačné to zase není, jak dále Zdeněk Bochníček doplňuje: „Nestlačitelné jsou v našem těle pouze tkáně a dutiny naplněné kapalinou. Naopak ty části těla, které jsou naplněny plynem, stlačitelné jsou, protože plyn je velmi dobře stlačitelný“. V těle máme plyn v plicích, v lebečních dutinách nebo ve střevech.

Lidské tělo se přizpůsobí i pod hladinou

Potápěči se dokážou potopit do hloubek, kde je tlak 10krát i 20krát vyšší, než je tlak atmosférický. Přesto zůstanou celí a mohou přežít.

Na potápění do hloubky 10 metrů už většia z nás potřebuje dýchací přístroj|foto:Fotobanka Pixabay

„Když se potápěč nad hladinou nadechne, zadrží dech a ponoří se do hloubky 10 metrů, kde už je dvojnásobný tlak, stlačí se mu plíce. Když se pak vynoří, plíce se mu zase roztáhnou na původní velikost, a nic zlého se nestane,“ řekl Bochníček.

Jenomže potápět se do 10 metrů jen tak, to vydrží málokdo. Většina z nás už potřebuje dýchací přístroj.

S dýchacím přístrojem se to musí umět

Pro dýchání s přístrojem je potřeba vědět klíčovou věc. „Potápěč musí dýchat vzduch, který má stejný tlak, jako je tlak v té hloubce, ve které se zrovna nachází,“ upozornil fyzik.

Například pokud by se potápěč nadechl nad hladinou, v 10 metrech hloubky by pak tento vzduch vydechl a nadechl se tam vzduchu z přístroje, hrozilo by mu, že když s tímto novým vzduchem v plicích vyplave nad hladinu, zabije ho to. Proč?

Prasklá plíce

„V hloubce 10 metrů pod vodou člověk vdechne dvojnásobek plynu, než by vdechl za normálního atmosférického tlaku na souši. Kdyby se z této hloubky vynořil, aniž by vzduch vydechl, tak při poklesu tlaku by se plyn v jeho plicích rozpínal, a velmi pravděpodobně by došlo ke zranění, kterému se říká plicní barotrauma neboli prasklá plíce,“ vysvětlil fyzik. Barotrauma je jedna z příčin fatálních nehod, které se mohou při potápění stát.

Kesonová nemoc

Dalším rizikem při pobytu v podvodních hloubkách je tzv. dekompresní nebo také kesonová nemoc. „Keson“ je zařízení umožňující lidem pracovat pod vodou „suchou nohou“. „Je to vlastně jakýsi zespodu otevřený zvon, který se ponoří pod vodu. Voda zařízení nezaplaví proto, že je natlakované vzduchem na takový tlak, jaký panuje v té hloubce, v níž se zvon právě nachází,“ vysvětlil Bochníček.

Keson (z francouzského "caisson") umožňuje lidem pracovat i pod vodou|foto:Český rozhlas

Když je tlak vzduchu v kesonu stejný, jako tlak okolní vody, voda nemá důvod vtékat dovnitř. Keson se využíval hlavně dřív například při stavbě mostních pilířů na dně vody.

„Dělníci mohli na dně normálně pracovat a dýchat jako na vzduchu. Nicméně jejich tělo bylo stlačeno. Byli by na tom vlastně podobně, jako potápěč, který by se pohyboval v okolí kesonu. Kdyby člověk náhle vystoupil z kesonu nad hladinu, dojde k dekompresi a on zemře,“ doplnil fyzik.

Bublinky v plicích jako v lahvi minerálky

„Vznik kesonové nemoci souvisí s tím, že rozpustnost plynů v kapalinách a tkáních roste se zvyšujícím se tlakem. Tedy pokud člověk pobývá delší dobu v prostředí s vyšším tlakem a dýchá, tak se postupně v tkáních a krvi rozpouští stále více plynu,“ přiblížil Bochníček.

„Typicky dýchá-li vzduch, tak tím plynem je dusík. Ale pokud tlak poklesne, tak se rozpustnost plynů zmenší a plyn má opět tendenci se uvolnit, a to v podobě bublinek,“ dodal fyzik. Takto to funguje třeba u perlivé minerálky.

„Když si otevřeme natlakovanou sycenou minerálku, tak se na stěnách sklenice objeví bublinky. Jedná se o oxid uhličitý, plyn, který je za vyššího tlaku v minerálce rozpuštěný, ale při poklesu tlaku se uvolní v podobě bublinek. Pokud se něco takového stane s lidským tělem, dochází k plicní embolii a smrti,“ vysvětlil Bochníček.

Aby k něčemu takovému nedošlo, je nutné se při pobytu v kesonu velmi pomalu vynořovat a dělat takzvané dekompresní přestávky.

Opilí hloubkou

Při pobytu ve velkých hloubkách lidem hrozí, možná trochu nečekaně, i stav blízký opilosti. „Hlubinné opojení souvisí podobně jako u kesonové nemoci s tím, že se při vyšším tlaku v tkáních a krvi rozpouští více plynu. Některé plyny mají narkotické účinky, takže příznaky hlubinného opojení jsou podobné jako opojení alkoholem“ řekl Bochníček.

Opojné účinky může mít například dusík. Proto se ve velkých hloubkách, například 60 metrů pod hladinou, nahrazuje v dýchacích přístrojích nejčastěji heliem.

Člověk není velryba

Lidské tělo je sice téměř nestlačitelné, ale všechno má své hranice. U potápění je tou pomyslnou hranicí zhruba 150 metrů. Zkrátka potápět se jako velryby neumíme.

Vorvaň se běžně potápí do hloubky 400 metrů|foto:Český rozhlas

„Pokud se potápíme do opravdu značných hloubek nad 150 m, tak tam jsou tlakové síly tak veliké, že se k sobě mohou přiblížit molekuly tvořící naše tkáně. Tento jev se nazývá nervový syndrom vysokého tlaku,“ řekl Bochníček.

Mechanismus vzniku tohoto syndromu zatím ještě není plně prozkoumán. „Týká se to ale opravdu jen extrémního potápění, pro běžné potápěče to riziko nepřináší,“ uzavřel fyzik Zdeněk Bochníček.

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem audioarchivu iRadio.