Issuu on Google+

Människan & vattnet

Kapitel 2 Innehåll kapitel 2, Sidorna 1-8 • • • • • •

Vattnet Vattnets lyftkraft Kallt vatten, Hypotermi Andning Hyperventilation Tryckutjämning

Vattnet 1 2 4 5 6 7

Vatten är ett enkelt ämne. Det består av tre atomer, en syreoch två väteatomer. Den kemiska beteckningen är H2O. Vatten är som bekant vid rumstemperatur en vätska. Vattnets fysik påverkar livräddarens vardag genom att vi behöver förstå vissa grundläggande samband för att veta hur vi bäst får nytta av vattnets egenskaper.

Tyngdkraften Enligt Isaac Newtons gravitationslagar dras två kroppar mot varandra med en kraft som är beroende av kropparnas massa och avståndet mellan kropparna. Att jorden dras mot oss människor kan vi bortse ifrån eftersom vi är så lätta i förhållande till jorden. Men vi dras mot jorden med en påtaglig kraft, tyngdkraften. Det är den som gör att vi landar efter att vi hoppat och som får livbojen att dimpa ner efter vårt kast. Ett föremål med massan ett kilogram påverkas på jorden av en tyngdkraft på ca 10 Newton (egentligen runt 9,8N, lägst vid ekvatorn och högst vid polerna).

Densiteten

Fakta Svensken Anders Celsius (17011744) delade in termometern i hundra delar mellan frys- och kokpunkten för vatten eftersom han tyckte att det var det viktigaste ämnet och därför ett lämpligt ämne att utgå ifrån. Han var inte först att dela in skalan efter fixpunkter för vatten och det var inte han som vände den ”rätt” så att fryspunkten blev 0° C, men 1948 beslutades på Allmänna konferensen om mått och vikter att bokstaven C i samband med temperaturskalan skulle stå för Celsius, inte Centigrades). Men det har ju inte de engelskspråkiga länderna klart för sig förstås!

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

Densitet är förhållandet mellan massa och volym eller vikten per volymenhet. En kubikmeter luft har ungefär massan 1 kg, så densiteten för luft är 1 kg/m3 eller 0,001 g/cm3. En kubikmeter vatten väger ungefär 1 000 kg. Densiteten för vatten är alltså 1 000 kg/m3 eller 1 g/cm3. Vatten har alltså tusen gånger så hög densitet som luft. Man kan också beskriva densitet som ”tröghet”. Det är inte korrekt i fysikalisk benämning, men det stämmer bra på hur vi vanliga dödliga människor upplever densiteten; Ju fler molekyler ett ämne innehåller per volymenhet ju större densitet får ämnet. Därför är det fler molekyler som ska trängas undan när man rör sig i ett ämne med hög densitet jämfört med när man rör sig i ett med låg densitet. Eller så här: när du går omkring i luft tränger din kropp undan luftmolekyler. Det brukar de flesta inte uppleva särskilt ansträngande! När du går omkring i vatten däremot, då känner vi ett stort motstånd bl.a. beroende på vattnets högre densitet.

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

1


Människan & vattnet

Kapitel 2

Trycket Tryck är tyngd fördelat på yta. Eftersom tyngden på ett föremål är kopplad till föremålets massa kan man säga att trycket ökar när du ersätter något lätt med något tungt – om bägge sakerna trycker på samma yta. Högre densitet innebär att det på en given volym finns fler och/eller större molekyler som kan utöva högre tryck. Det behövs bara en tio meter hög vattenpelare för att trycket ska bli lika stort som hela atmosfärens luftpelare. Och den är närmare en mil hög! När vi vistas under vattnet påverkas vi alltså av ett högre tryck eftersom vattnets molekyler tillsammans med luften ovanför utövar ett mycket högre tryck på kroppen än bara luftens.

Fakta Archimedes (287-212 f. Kr.), fysiker och matematiker från Syrakusa i Grekland, har bidragit med mycket, men är mest känd för Archimedes Princip, enligt vilken en kropp som sänks ner i vätska förlorar lika mycket i tyngd som den undanträngda vätskans tyngd. Senare har principen kunnat generaliseras. Samma princip som Archimedes upptäckte i sitt badkar gäller till exempel för varmluftsballonger. Ballongerna ”flyter” på luften tack vare att luften de tränger undan har större tyngd än ballongen själv. Varför? Därför att varm luft utvidgar sig, får större volym! Den undanträngda luften, som inte är uppvärmd, har alltså mindre tyngd på samma volym.

Egentligen är trycket fördelat över hela kroppen, men vissa punkter är känsligare än andra. Hudens tryckreceptorer ger signaler att vi har kontakt med en vätska, men smärtreceptorerna aktiveras inte. Kroppens känsligaste punkt för yttre tryck är trumhinnorna. Vattnet utövar tryck på trumhinnorna utifrån som buktar inåt eftersom hålrummet i mellanörat innanför är fyllt av luft med lägre tryck. Läs om hur vi kompenserar för vattentrycket i avsnittet Vattenlivräddning, Tryckutjämning.

Vattnets lyftkraft I vatten känns tyngden mindre än i luft. Vi orkar lyfta en person som vi inte skulle kunna rubba på land (åtminstone inte förrän man gått en livräddarkurs!). Det här beror på att kroppen i vattnet tränger undan vatten som också har tyngd. Om vi sänker ner ett enliters mjölkpaket i vatten trängs ungefär en liter vatten undan. Det vattnet har massan ett kilogram vilket ger en tyngd på ungefär10N. Resultatet blir att paketet påverkas av en tyngdkraft som är 10N mindre än motsvarande tyngdkraft i luft. Paketet påverkas av mindre tyngdkraft i vatten, upplevs som lättare. Skillnaden mellan tyngden i luft och tyngden i vatten kallas för vattnets lyftkraft. Man kan formulera Archimedes princip (se rutan intill) så här: Om tyngden av en person är mindre än tyngden på det vatten kroppen tränger undan, då flyter personen.

Balansen Eftersom vi känner av tyngden mindre i vatten kan vi röra oss friare. Tyngdpunktens placering upplevs tydligare i vatten eftersom vi kan välja ställning friare än i luft.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

2


Människan & vattnet

Kapitel 2

Värmeledare När molekylerna i ett ämne rör sig alstras energi. Ju mer molekylrörelse, ju varmare är ämnet. Naturen strävar efter balans även vad gäller energi. Därför kommer energi att överföras från kalla föremål till varma. Vatten leder värme 25 gånger bättre än luft. Eller med andra ord: kallt vatten kan ta värmeenergi från varma människor snabbare än vad kall luft kan.

Motståndet Att röra sig i vatten är som bekant mycket jobbigare än att röra sig på land. Det beror bland annat på att vätskan på grund av sin densitet har ett rörelsemotstånd. Detta motstånd kan vi utnyttja för att ta oss fram när vi simmar.

Andningsbegränsning Vattnet innehåller syre, men vi kan inte andas vatten. När vi gör saker i vatten tvingas vi därför hitta en teknik så vi kan andas regelbundet. När vi gör saker under vattenytan tvingas vi naturligtvis hålla andan (om vi inte har dykutrustning förstås). Då blir det extra viktigt att vi rör oss effektivt och inte ödslar energi i onödan.

Siktbegränsning De flesta personer har svårt att se tydligt under vattnet. Våra ögon är konstruerade för luften, så vi får inte full skärpa i vatten. Till detta kommer optiska fenomen som får saker att se annorlunda ut i vatten vilket kan innebära svårigheter att bedöma avstånd och storlek. Vattenreningssystem med natriumhypokloritlösning och liknande lösningar som svider i ögonen för den ovane är ytterligare besvär som uppstår vid bassängbad.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

3


Människan & vattnet

Kapitel 2

Kallt vatten Fakta Texten ”Kallt vatten” är hämtad från Socialstyrelsens folder, ”Drunkningstillstånd i kallt vatten”. www.socialstyrelsen.se.

Vatten är kallt. Värmeenergi strömmar från varmt till kallt. Eftersom vattnets temperatur praktiskt taget alltid är lägre än människors kommer värme att strömma från människan till vattnet. Energiutjämningen mellan människan och vattnet gör att vi kyls ned (dvs förlorar värmeenergi) och att vattnet värms (får mer värmeenergi). Därför fryser vi även i 28-gradigt bassängvatten efter en tid.

Fakta

Hypotermi

Hypotermi kommer av grekiskans hypo som betyder under- och latinets therme, värme, hetta, och används i betydelsen kraftigt sänkt kroppstemperatur. Hypotermi innebär bland annat sänkt aktivitet för ämnesomsättningen i kroppen. Det kan vara till nytta för att minska skadorna på organ som utsätts för nedsatt eller kortvarigt upphävd blodförsörjning. Djup hypotermi (kroppstemperatur på 27°C eller lägre) används vid många hjärtkirurgiska ingrepp samt i en del fall vid intensivvård och neurokirurgi. Det finns också solskenshistorier om personer som hamnat i mycket kallt vatten och som trots att de legat under ytan lång tid ändå kunnat räddas till livet utan allvarliga men. Djup hypotermi är ofta orsaken till att deras återupplivning varit lyckosam. Kroppens sänkta ämnesomsättning har dragit ner cellernas behov så mycket att den långa syrebristen ändå inte påverkat kroppen så mycket.

Kraftig nedkylning, när kroppens temperatur sjunker till 35°C, har länge ansetts vara en orsak till drunkning. Vid många drunkningar har dock förloppet varit alldeles för snabbt för att kunna förklaras med hypotermi, de förolyckade har helt enkelt drunknat innan vattnet har kunnat kyla dem under 35°C.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

Forskning har kunnat visa att simförmågan kraftigt försäm-ras då kroppen kyls ner. Man har länge vetat att kroppen feb-rilt försöker bevara sin temperatur, även då den utsätts för kallt vatten. Andningsfrekvensen ökar, liksom varje andetags storlek. Blodtrycket och pulsen höjs för att förbättra blodets genomströmning och på så sätt med blodets värme värma kroppen. Blodkärlen i armar och ben dras samman för att koncentrera blodflödet till de vitala organen. Urinproduktionen ökar i förhoppningen att man genom att göra sig av med överflödig vätska ska minska energibehovet för att behålla värmen (det blir ju färre gram att värma upp). Den som försöker simma för att behålla värmen förlorar 50% mer värmeenergi än den som ligger stilla i vattnet. Det beror på att muskelaktiviteten tvingar ut blod i blodkärlen i armar och ben, där det snabbare blir nedkylt. Ett av skälen till varför det är så viktigt att ha flytväst när man åker båt är just att man ska kunna hålla sig flytande utan att röra sig så mycket att man slösar värme.

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

4


Människan & vattnet

Kapitel 2

Fakta

Andning

Texten på sidorna 5 till 8 är faktagranskad av verksamhetschefen vid akutkliniken lasarettet i Halmstad, Anders Jacobsson.

Vi tänker inte på att vi andas. Det sköts via det autonoma nervsystemet med hjälp av andningsreflexer. Till sin hjälp har hjärnan receptorer. En sorts receptorer känner av hur mycket syre som finns i blodet, en annan hur mycket koldioxid det finns. Receptorerna känner av trycket för respektive gas i blodet. Tvärtemot vad man skulle kunna tro är det framförallt koldioxidtrycket som styr när andning sker. I extrema situationer, som t.ex. på hög höjd, kan dock syrgastrycket ha större betydelse. När man andats in fylls lungblåsorna av syrgas. När blodet i lilla kretsloppet passerar lungblåsorna sker gasutbytet. Syrgasen tas upp av de röda blodkropparna som istället lämnar koldioxid till lungblåsorna som sedan vädras ut vid utandningen. Inandningsluften innehåller ca 21% syre och nästan ingen koldioxid. Utandningsluften innehåller ca 16% syre och närmare 5% koldioxid. Eftersom utandningsluften innehåller relativt hög syrehalt kan vi hjälpa andra människors andning med hjälp av mun-till–munmetoden. Läs mer om det i avsnittet om Sjukvård på annan plats i materialet. Vid normal andning stiger alltså syretrycket och koldioxidtrycket sjunker när man andas in. När syret förbrukas i cellerna sjunker syretrycket samtidigt som koldioxid bildas. Koldioxidtrycket stiger alltså. När koldioxidtrycket nått sin gränsnivå signalerar centrala nervsystemet att det är dags att andas. Normalt sätter då andningsreflexen in och vi drar ett nytt andetag. Det kan tyckas olyckligt att kroppen använder gastrycket på en gas (CO2) för att känna av när vi behöver mer av en annan gas (O2), men nu är funktionen sådan och det är viktigt för oss att förstå hur detta kan bli en risk.

Andning vid simning De olika simsätten kräver olika grader av anpassning av andningen. Ryggsimmet ger störst frihet till simmaren att andas när det passar. Endast munnens läge över vattenytan styr. Bröstsim (och fjärilsim) innefattar sträckmoment där huvudet periodvis är under vattenytan och därför endast utandning fungerar. Crawl är värst ur andningssynpunkt – där är huvudet hela tiden i vattnet och måste vridas för att man ska kunna andas. Det vanligaste nybörjarfelet vad gäller andning är att all andning sker över vattenytan. Tiden som borde koncentreras på inandning ska då även rymma utandning. Resultatet blir väldigt ineffektiv simning, där själva simningen måste bromsas för att man ska hinna andas. I regel orkar inte simmaren simma

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

5


Människan & vattnet

Kapitel 2

särskilt fort eller långt med sådan teknik eftersom man efter några simtag i självbevarelsedrift lyfter huvudet högre över ytan vilket i sin tur pressar ner benen i vattnet med större vattenmotstånd och större ansträngning som resultat.

Andning i samband med undervattenssimning När vi befinner oss under vattnet känner vi ett hälsosamt motstånd mot att andas in. Vem vill väl få vatten i luftstrupen? Under vatten är vi därför medvetna om vårt andningsbehov på ett annat sätt. Vi blir medvetna om behovet av att andas, vi vill andas. Andningsbehovet påverkar oss alla på olika sätt, somliga lyder det blint och tar sig genast till ytan för att andas. Andra håller andan en stund till för att med viljans makt kunna stanna under en stund till. När vi med vilja försöker tänja våra gränser vid undervattensvistelse är det dags att vara mycket försiktig. Om vi ignorerar signalerna om att kroppen behöver andas för länge kan syrgastrycket bli så lågt att vi förlorar medvetandet.

Observera När man har en infektion i kroppen kan gränsen för syrebrist – och i förlängningen medvetslöshet – inträffa mycket tidigare än normalt.

Varning! All undervattenssimning ska ske under uppsikt så att det finns någon som ser om den som simmar förlorar medvetandet.

Hyperventilation Ett välkänt sätt att förbättra sitt personliga rekord i undervattenssimning är via hyperventilering. Det är livsfarligt att hyperventilera! Läs vidare så förstår du varför! Genom snabb, upprepad in- och utandning vädrar man ut extra mycket koldioxid så att koldioxidtrycket i blodet blir lägre än normalt. Resultatet blir att det dröjer längre tid innan kroppens koldioxidtryck når upp till nivån då andningsreflexen sätter in. Man hinner alltså simma längre innan man känner andningsbehovet.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

6


Människan & vattnet

Kapitel 2

Fakta Hyperventilation bildas av prefixet hyper från grekiskan som står för över-, alltför och latinets ventilare; fläkta (ventilation är den fysiologiska benämningen på luftflödet genom lungorna). En läkarstuderande skulle i ambition att imponera kunna säga att personen drabbats av respiratorisk alkalos (om personen i fråga hyperventilerat så länge att symptom uppkommer). Symptomen är yrsel, osäkerhetskänsla, stickningar och domningar runt munnen samt i händer och fötter, ibland också muskelryckningar och kramper. För att inte nämna medvetslöshet!

Faran uppstår eftersom den kraftiga in- och utandningen inte på motsvarande sätt höjer syretrycket i blodet. Trots att man vädrat ut koldioxid så andningsreflexen skjuts upp har man alltså inte fått mer syre till cellerna. Därför är risken stor att man förlorar medvetandet innan kroppen signalerar att man måste andas. Även ovanför vattenytan kan hyperventilation skapa problem. Det är ganska vanligt att rädda, ängsliga personer hyperventilerar. Resultatet blir försämrad syretillförsel som leder till yrsel eller ibland svimning. Hyperventilation kan vara ett tecken på att en person är på väg in i cirkulationssvikt och ska därför alltid tas på allvar. Personen ska andas djupt och långsamt för att höja syrehalten i blodet. En enkel behandling kan vara att låta personen andas långsamt in i en påse. När personen andas in sin egen utandningsluft får denne i sig mer koldioxid och när koldioxidhalten i blodet stiger signalerar kroppen att det är dags för inandning på nytt. Efter några djupa andetag är i regel yrseln borta.

Observera I skolor sprider sig ibland ”epidemier” bland eleverna där man hyperventilerar för att känna yrselkänslan. Största risken då är väl om någon skulle svimma och slå sig i fallet. Värre är skolbarnens benägenhet att tävla i undervattenssim. Det finns alltid någon som vet hur hyperventilation påverkar förmågan att stanna under vattnet.

Tryckutjämning De flesta av oss känner åtminstone någon som har haft ont i öronen när de badat. Orsaken kan oftast förklaras med vattentrycket. Trumhinnorna skyddar mellanörats känsliga delar från atmosfären. Hinnan är tunn men relativt elastisk och reagerar på tryckskillnader. När trycket på utsidan minskar, som när ett plan stiger upp till hög höjd buktar trumhinnan utåt eftersom mellanörats tryck är större än luften i flygplanskabinen. När trycket på utsidan ökar, som när vi dyker nedåt under vattnet, buktar trumhinnan istället inåt.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

7


Människan & vattnet

Kapitel 2

Vi kompenserar för tryckökningen genom att tryckutjämna. En vanlig metod är en så kallad blindsnytning där man håller för näsan, pressar in luft från munhålan via örontrumpeten till mellanörat så tryckskillnaden utjämnas. Om du provar bör du känna/höra hur det knäpper till i örat när trumhinnan buktar utåt.

Varning! Personer med ärrbildning på trumhinnan eller trumhinnor med nedsatt elasticitet skall inte utsättas för stor tryck eftersom deras förmåga till tryckutjämning är nedsatt. Om trumhinnan skulle brista under vattnet kan situationen bli mycket farlig; i regel förlorar personen orienteringen när balanssinnet slås ut och man kan till exempel börja simma mot botten istället för mot ytan.

Vana dykare och andra med mycket god vattenvana brukar ha egna varianter för att uppnå tryckutjämning; en del rör bara på käken så får de fysikaliska lagarna – som alltid söker balans – fixa resten.

Bada förkyld? Är det farligt att bada när man är förkyld? Nja, men säkert olämpligt. Eftersom vattnet kyler oss (se avsnittet om kallt vatten) försämrar man kroppens förutsättningar att bekämpa infektionen om man badar så länge att man blir nedkyld. Det kan däremot vara mycket smärtsamt att dyka på djupet när man är förkyld. En infektion med svullnad i halsen innebär ofta en svullnad även i örontrumpeten. Svullnaden försvårar för luften som ska passera vid tryckutjämningen. Kanske lyckas man pressa in lite luft vid tryckutjämningen, men det kan också gå så att den luften blir kvar i mellanörat även efter att det yttre trycket sjunkit. Då är istället trycket för högt på insidan, och det brukar kunna göra ont! Därför skriker barnen när planen ska landa och därför kan den förkylde ha ont i örat efter ett besök i simhallen!

Observera Samma fenomen kan uppträda i bihålorna runt näshålan. Vid badande – och speciellt vid djupdyk – tränger vatten upp i bihålorna. Svullnad kan senare hindra vattnet från att rinna ut. I livräddningsutbildningens steg 2-kurs får du veta mer om olyckor i samband med dykning.

Utgåva maj 2008 © Svenska Livräddningssällskapet 2008

SMO - VATTENLIVRÄDDARE

8


Vattenlivräddare