Науката в басейна

Открийте своето местенце до водата и прочетете малко преди да скочите в нея, препоръчва немският Die Zeit.

Химия

Класическата миризма на хлор в басейна в действителност не е причинена от хлора. Свободният хлор няма миризма. Между 0,3 и 0,6 мг хлор на литър се добавят към водата в басейните, като през особено горещите летни дни дозата може да бъде увеличена до 1,2 мг/л. Хлорът убива бактерии и вируси, попаднали във водата с пърхот, частици от кожата, пот, слюнка, слънчеви кремове и козметика. Допълнително се осигурява приток на свежа вода, за да се избегне задържане на мръсотия във водата. На 1 посетител на басейн в Германия напр. се падат средно 30 л новопостъпила вода на ден. Един басейн с размери 50 м на 20 м и дълбочина 2 м побира 2 милиона литра вода. Ако в горещ летен ден в него плуват 1000 човека, собственикът на басейна трябва да осигури 30 000 л приток на нова вода – това е сравнително малко количество: 1,5% от общата вместимост на басейна.

Независимо че не всеки посетител уринира в басейна, всеки внася уреа във водата. Това става при изплакване роговицата на окото, както и чрез козметика, пот и да, също и урината. На 1 литър вода в басейна се падат принципно между 0,7 и 1,6 мг уреа. Когато хлорът реагира с уреата, се образува трихлорамин или т.нар. свързан хлор. Именно миризмата на това химично съединение улавяме в басейна.

Хидростатика

При плуване от решаващо значение е плътността на едно тяло, т.е. масата, разделена на неговия обем. Ако плътността на един предмет е по-малка от тази на водата, той се задържа на повърхността. При по-голяма плътност предметът потъва. Затова различни материали с едно и също тегло се държат по различен начин: Сухо парче дърво с тегло 1 кг плува на повърхността, докато 1 кг олово бързо потъва, т.е. плътността на дървото е по-малка от тази на водата. Тъй като човешките тъкани са изградени основно от молекули на водата, тяхната плътност е същата като на водата. Подемане при човешкото тяло обаче зависи и от наличното количество въздух в белите дробове: колкото по-дълбоко сме вдишали, толкова по-малко тежим на повърхността. Влияние оказва и процентното съдържание на мастна тъкан в организма: Мазнините са по-леки от мускулите и костите. Затова на пълните хора по-лесно им се удава да се задържат на повърхността, отколкото на мускулестите. За мускулестите пък това е по-лесно, отколкото за сухите и кокалести хора.

Спортна медицина

Плуването е спорт, рядко предизвикващ директни наранявания. При него по-често срещано е претоварването на организма. При повече от 4 тренировки седмично рискът от оплаквания в колянната става и гърба нараства значително. При над 2200 тренировъчни часа годишно се появяват оплаквания в раменете, бедрените и колянните стави. Най-малко вреда причинява плуването на гръб. Гръдното плуване (бруст) е нездравословно от гледна точка на позицията на тялото, тъй като предизвиква извиване на гръбначния стълб в посока напред (увеличена лумбална лордоза) и при всеки размах на ръцете се получава „свиване“ в областта на гръдната част на гръбначния стълб, което води до дисбаланс в полза на гръдната мускулатура (тенденция към хипер-кифоза). Това е причината плувците, практикуващи бруст, да имат стойка с издадени напред рамене. Освен това при този стил плуване се натоварват и колената поради екстремната външна ротация на подбедрицата.

Психология

Представители на психоанализата предполагат, че чрез спортните предпочитания хората дават израз на своите копнежи, за които иначе в живота не могат да осигурят достатъчно пространство. Някои психоаналитици изказват мнение, че във водата човек буквално може да се отърси от даден товар, да изплува и да открие спокойствие, но също така и да се научи да преминава през живота подобно движението по вода.

© Stephan Zirwes

Доказано е, че водните спортове имат терапевтично влияние и могат да имат положителен резултат например при лечение на депресивни състояния. Движейки се във водата, човек се чувства лек и безтегловен, което може да стимулира положителната нагласа – това показват резултатите от анкета сред пациенти, страдащи от депресия. Затова много от психосоматичните клиники по света разполагат с плувни басейни. Редовните леки тренировки за издръжливост могат да подобрят настроението при леки и средно тежки депресии. Водната гимнастика от своя страна засилва увереността в собствените сили. Чрез дълбоки вдишвания като противодействие на водното налягане пациентите се учат да предоставят на себе си повече свобода, обясняват психолозите. Особено ефективна е терапията в топла вода, когато депресиите имат и физическо проявление – например болки в гърба, адипозитас или високо кръвно налягане, което е често срещано явление.

Защо скокът във вода по корем е по-болезнен, отколкото скачането с главата напред

Динамика

Енергията, с която един човек скача във водата, се изчислява по следната формула:

Потенциална енергия = Масата на тялото умножена по земното ускорение умножена по височината на кулата/трамплина за скокове.

По време на скока потенциалната енергия се трансформира в кинетична енергия (енергия на движението). Тя се изчислява по формулата:

Кинетична енергия = 0,5 пъти масата на тялото умножена по неговата скорост на квадрат.

Когато човек пада във водата, неговата потенциална енергия се е превърнала в кинетична, която при скачане по корем се усеща като болка. При човек с тегло 80 кг, който скача от платформа с височина 10 м, това са почти 8000 джаула. Т.е. той се потапя във водата със скорост 50 км/ч. Колко бързо и в каква посока ще се отдръпне водата зависи от формата на тялото – температурата на водата и съдържанието на сол са почти без значение. Острите тела навлизат по-лесно във водата, докато плоски тела не дават достатъчно време и място на водата да се отдръпне. Ето защо скачането във вода по корем причинява по-голяма болка от скока с главата напред.

Аеродинамика

„Бързите“ басейни редуцират вълните и турбулентността, която плувците предизвикват с движенията си. Олимпийският басейн в Пекин през 2008 се счита за особено бърз, понеже беше с перфектната дълбочина от 10 фута, т.е. 3,04 м и имаше 10 вместо 8 коридора. При наличие на 10 коридора вълните, които се образуват по време на плуване, се връщат с по-малка сила в коридора. За успокояване на вълните е много подходящ преливникът: най-добре т.нар. външни преливници (извън басейна) с преливна решетка. На английски коридорните въжета се наричат wave eaters (букв. „поглъщачи на вълни“), тъй като задържат или спират турбулентността на водата. Колкото по-широк е коридорът, толкова по-малко вълните пречат на състезателите в съседните коридори. Филтърната система също може да окаже влияние върху бързината на плуване. На световното първенство по водни спортове в Барселона през 2013 за атлетите в коридори 1 до 4 в отсечката в посока към края за обръщане тя създаваше насрещно подводно течение, докато в останалите коридори – от 5 до 8 – филтърната система предизвикваше попътно течение. На връщане ситуацията се сменяше. Скоростта на течението трябва да е била около един сантиметър в секунда. На коридор това може да даде отражение до 35 см, което на дълги разстояние не би имало голямо значение, но от 24-те медала, раздадени за 50-метровите дисциплини, 17 бяха спечелени от атлети, стартирали в коридори от 5 до 8.

Психология

Във водата организмът претърпява сериозно охлаждане, така че необходимостта от енергия се повишава – най-вече при слаби хора с малко подкожни мазнини, служещи като изолация. В същото време дразнението, предизвикано от студа, редуцира синтеза на хормона на ситостта лептин, докато синтезът на възбуждащия глада хормон грелин се повишава. Снаксът, който е бързо набавящ енергия хранителен продукт, е примамливо решение в това отношение. Един пакет снакс съдържа около 350 килокалории. За да изгори тази енергия, един средно трениран мъж с тегло 70 кг трябва да плува в стил бруст около ½ час. Но внимание: За обработката на тежки храни като снакса на стомаха са необходими около 5 часа. В това време се увеличава притокът на кръв и кислород към стомашно-чревния тракт, вследствие на което мозъкът и крайниците получават по-малко количество от тях от нормалното.

Ако в такъв момент човек започне да плува, необходимостта на мускулите от енергия се повишава. Богатата на кислород кръв обаче организмът използва за процеса на смилане на храната, което означава че може да се стигне до мускулни крампи. Или пък организмът да бъде застрашен от колапс на кръвообращението, ако плувецът изведнъж скочи във водата. Бързият преход от топъл въздух към студена вода натоварва организма. Положението се влошава, ако към това добавим и предварителната консумация на храна: Тогава организмът се опитва с оглед запазване на температурата да вземе кръв от органите на храносмилателната система, което може да предизвика смущения в кръвообращението.

Патология

Удавянето става бързо и тихо, понякога трае дори по-малко от минута. Който е застрашен от удавяне, все още има възможност да извика за помощ. При същинското удавяне човек вече се задушава и организмът реагира автоматично. Давещият се инстинктивно се опитва да си поеме въздух, размахва ръце, за да задържи глава над водата. Неволно настъпва спазъм на ларинкса и гласните връзки, за да се затворят дихателните пътища. Това е „сухото удавяне“ чрез задушаване. Липсата на кислород и увеличеното количество на CO2 могат също да доведат до отпускане на ларинкса и вдишване на вода. Тогава течността в белите дробове предизвиква „мокро удавяне“. В Германия през 2014 например са се удавили 392 човека, от които 14 в басейн. Като цяло се покачва броят и на хората, които не умеят да плуват: Ако през 90-те години те са били около 10%, днес вече са 25%. Освен това почти половината от децата в края на 4-ти клас все още не могат да плуват уверено.