Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

15
Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă Mai mulţi factori ce ţin de hidrostatică şi hidrodinamică influenţează modul în care indivizii fac mişcări în apă. Înţelegerea modului în care apa afectează sau favorizează abilităţile de mişcare ale corpului omenesc este necesară înainte de începerea exerciţiilor în apă. Hidrostatica Hidrostatica este ramura hidromecanicii care studiază legile echilibrului fluidelor şi ale corpurilor scufundate în ele. În cazul gimnasticii acvatice este vorba de lichidele aflate în stare de repaus şi în echilibru. Un lichid aflat în echilibru se află numai sub acţiunea propriei sale greutăţi, iar presiunea exercitată în oricare din straturile sale poartă denumirea de presiune hidrostatică. Valoarea presiunii hidrostatice este constantă pentru toate punctele aflate la aceeaşi adâncime în lichid. Masa Prin masa unui corp se înţelege întreaga cantitate de materie conţinută de aceasta. În formulele de calcul are simbolul (m). Greutatea Prin greutatea unui corp înţelegem acţiunea forţei gravitaţionale (g) asupra masei acestuia. Are simbolul (G) şi se calculează după formula G = m x g. Orice corp are o greutate specifică proprie ce se calculează prin împărţirea greutăţii corpului respectiv la volumul său. Greutatea unui litru de apă pură la temperatura de 4° C este egală cu 1 kg. Centrul de greutate mai este cunoscut şi sub denumirea de centrul de masă. Prin scoaterera unui segment sau a unei părţi a corpului în afară suprafeţei de sprijin intervine atracţia gravitaţională în sensul de uşurare a flexiei sau extensiei, iar persoana conştientizează traiectoria mişcării pe care urmează ulterior să o execute. Gravitaţia specifică Gravitaţia specifică mai este numită şi densitatea relativă. Se referă la densitatea unui obiect introdus în apă, comparativ cu cea a apei. Este deci o proporţie între gravitaţia unui obiect şi cea a unui volum egal

Transcript of Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

Page 1: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

Mai mulţi factori ce ţin de hidrostatică şi hidrodinamică influenţează modul în care indivizii fac mişcări

în apă. Înţelegerea modului în care apa afectează sau favorizează abilităţile de mişcare ale corpului omenesc este

necesară înainte de începerea exerciţiilor în apă.

Hidrostatica

Hidrostatica este ramura hidromecanicii care studiază legile echilibrului fluidelor şi ale corpurilor

scufundate în ele. În cazul gimnasticii acvatice este vorba de lichidele aflate în stare de repaus şi în echilibru. Un

lichid aflat în echilibru se află numai sub acţiunea propriei sale greutăţi, iar presiunea exercitată în oricare din

straturile sale poartă denumirea de presiune hidrostatică. Valoarea presiunii hidrostatice este constantă pentru

toate punctele aflate la aceeaşi adâncime în lichid.

Masa

Prin masa unui corp se înţelege întreaga cantitate de materie conţinută de aceasta. În formulele de calcul

are simbolul (m).

Greutatea

Prin greutatea unui corp înţelegem acţiunea forţei gravitaţionale (g) asupra masei acestuia. Are simbolul

(G) şi se calculează după formula G = m x g.

Orice corp are o greutate specifică proprie ce se calculează prin împărţirea greutăţii corpului respectiv la

volumul său. Greutatea unui litru de apă pură la temperatura de 4° C este egală cu 1 kg. Centrul de greutate mai

este cunoscut şi sub denumirea de centrul de masă.

Prin scoaterera unui segment sau a unei părţi a corpului în afară suprafeţei de sprijin intervine atracţia

gravitaţională în sensul de uşurare a flexiei sau extensiei, iar persoana conştientizează traiectoria mişcării pe

care urmează ulterior să o execute.

Gravitaţia specifică

Gravitaţia specifică mai este numită şi densitatea relativă. Se referă la densitatea unui obiect introdus în

apă, comparativ cu cea a apei. Este deci o proporţie între gravitaţia unui obiect şi cea a unui volum egal de apă.

Gravitaţia specifică a apei este de 1. Dacă un obiect are gravitaţia specifică mai mare de 1 se va scufunda în apă

până când greutatea sa relativă per volum este mai mare decât cea a apei. Dacă un obiect are o gravitaţie

specifică de mai puţin de 1 va pluti pe apă. Dacă gravitaţia specifică a obiectului este chiar 1, aceasta va pluti

sub suprafaţa apei.

Gravitaţia specifică a corpului uman variază de la un individ la altul şi de la un segment la altul în cadrul

corpului aceluiaşi individ. Gravitaţia specifică a individului variază în funcţie de compoziţia corpului în masă

slabă sau grasă şi de distribuirea grăsimii în corp. Gravitaţia specifică a grăsimii este de 0,8, a oaselor între 1,5

şi 2,0 iar a muşchilor striaţi slabi este de 1,0 (Hay, 1993)

Nivelul mediu al gravitaţiei specifice pentru corpul omenesc este de 0,95 până la 0,97 (Davis şi

Harrison, 1988). Din moment ce gravitaţia specifică medie a oamenilor este mai mică de 1, cel mai adesea ei

vor pluti. Femeile au în cele mai frecvente cazuri, mai multă grăsime decât bărbaţii, deci plutesc mai bine decât

aceştia. O persoană slabă, musculoasă, poate avea gravitaţia specifică de 1,10 iar un individ obez poate avea

gravitaţia specifică de 0,93. Aceasta largă variaţia a gravitaţiilor individuale specifice duce la o largă abilitate de

Page 2: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

a pluti. Pacienţii care au mai multă masă musculară şi mai puţină grăsime pot întâmpina greutăţi de plutire şi pot

necesita asistenţă pentru plutire în cadrul exerciţiilor în apă.

Densitatea

Efectuarea exerciţiilor corective în mediul acvatic asigura un grad sporit de dificultate, prelungeşte

durata şedinţelor şi utilizează un număr mai mare de mişcări. Densitatea mai mare a apei decât a aerului permite

instructorului să o utilizeze ca ajutor, că suport sau ca mijloc de creştere a rezistenţei.

Prin densitatea unui corp înţelegem raportul dintre masa (m) şi volum (V). Densitatea are simbolul (d) şi

se calculează după formula D¿ mV

Densitatea apei curate (dulci) este considerată a fi egală cu 1,000 la temperatura de 4°C, iar ca urmare a

concentraţiilor de minerale creşte peste această cifră, că de exemplu, densitatea apei de mare este de d = 1,021.

O caracteristică a relaţiei dintre temperatura şi densitate este aceea că densitatea apei scade ca urmare a creşterii

sau micşorării temperaturii peste sau sub temperatura de 4°C.

Densitatea corpului uman este stabilită la valoarea d = 1,035. În acest caz corpul uman s-ar scufunda

dacă nu ar beneficia de modificarea densităţii sale ca urmare a aerului conţinut în plămâni, cunoscându-se că

densitatea aerului este d = 0,0013. S-a stabilit ca un litru de aer este echivalent în scăderea densităţii corpului

uman cu cea a unei cantităţi de 9 kg de substanţă grasă.

Densitatea corpului uman este o medie a densităţii mai multor tipuri de ţesuturi, fiecare având o altă

densitate:

Ţesutul osos are densitatea peste 1,8 g/cm³;

Ţesutul muscular are densitatea puţin peste 1 g/cm³;

Ţesutul adipos are densitatea sub 1 g/cm³ ;

Plămânii au cea mai redusă densitate datorită gazelor conţinute;

În general, datorită proporţiei mai mari de ţesut osos, porţiunile distale ale segmentelor au densităţi mai

mari decât cele proximale, ceea ce explică diferenţele de plutire între acestea.

Legea lui Arhimede

Enunţul legii lui Arhimede: un corp scufundat total sau parţial într-un fluid este împins de jos în sus cu o

forţă egală cu greutatea volumului de fluid dislocuit. Valoarea forţei arhimedice se calculează după formula:

F = d x V, unde F = forţa Arhimedica, d =densitatea volumului de lichid dislocuit, V = volumul de

lichid dislocuit.

După o inspiraţie forţată densitatea corpului uman ajunge la valoarea d = 0,950 şi poate pluti. Dacă mai

mult de 5% din corp se afla afară din apă, plutirea nu se mai produce iar corpul se scufunda deoarece volumul

de apă dislocuit este insuficient.

Centrul de greutate. Punctul în care se concentrează toate forţele de greutate ale corpului ce acţionează

de sus în jos, poartă denumirea de centru de greutate sau centrul general de greutate (C. G. G). El este localizat

între ombilic şi stern, dar nu în acelaşi punct la toate persoanele.

Centrul de presiune. Locul în care converg toate forţele ce acţionează asupra corpului de jos în sus

poartă denumirea de centru de presiune. Acesta este diferit de centrul general de greutate, cu excepţia cazului

particular în care corpul scufundat în lichid este omogen, iar cele două centre coincid.

Page 3: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

În aprecierea echilibrului pe apa este necesar să se cunoască faptul că totdeauna C. G. G. Rămâne

neschimbat, iar cel care poate fi modificat, ca poziţie, este numai centrul de presiune.

Din relaţia centrului de greutate şi forţei arhimedice apare echilibrul sau dezechilibrul corpului uman pe

apă. Pentru echilibrare cele două puncte trebuie să se suprapună pe o axă verticală imaginară. Dezechilibrul

provine în următoarele situaţii :

- Cele două puncte nu se suprapun;

- Cele două puncte nu se aliniază pe vertical;

- Cele două puncte se afla la mare distanţă unul de celălalt;

Pentru ca echilibrul să poată fi menţinut şi în cele trei situaţii de mai sus, este necesar ca subiectul să

intervină cu mişcări suplimentare de mâini şi de picioare.

Flotabilitatea

Diferenţa de densitate dintre corpul uman şi densitatea apei este cea care permite plutirea pe apă.

Capacitatea corpurilor de a pluti – mai mult sau mai puţin poartă denumirea de flotabilitate.

Flotabilitatea şi gravitaţia specifică sunt strâns legate, în sensul că o gravitaţie specifică a corpului

omenesc mai mică de 1 face ca aceasta să plutească deoarece greutatea apei pe care o disloca este mai mică

decât greutatea întregului corp. De exemplu, dacă o persoană are gravitaţia specifică de 0,95,95% din corp se va

scufunda şi 5% din corp va pluti peste suprafaţa apei. Greutatea apei dislocate este de 95% din greutatea

corpului. Valoarea gravitaţiei specific, în esenţă, indica volumul din corp care va pluti şi volumul care se va

scufunda, iar greutatea corpului sau a părţii de corp care s-a scufundat este egală cu greutatea apei dislocate.

Flotabilitatea reduce forţele compresive asupra articulaţiilor şi permite mişcarea şi poziţionarea corpului

şi a segmentelor sale mult mai uşor prin reducerea durerii.

Centrul de flotabilitate (de plutire)

Centrul de plutire este centrul de greutate al lichidului dislocate în momentul în care corpul pluteşte în

echilibru pea pa. În apă, două forţe opuse acţionează asupra corpului: flotabilitatea este forţa care acţionează în

sus, iar gravitaţia este forţa care acţionează în jos. Fiecare are propriul său centru de echilibru. Când un corp

care pluteşte este în echilibru, centrul de flotabilitate şi centrul de greutate sunt în aliniere verticală unul faţă de

celălalt.

Centrul de plutire şi centrul de echilibru nu sunt aliniate vertical, individual trebuie să se mişte energic

pentru a nu se rostogoli sau pentru a reuşi să se întoarcă în apă. De exemplu, dacă veţi ţine între genunchi o

plută, centrul de plutire va face că picioarele să se ridice spre suprafaţă.

Presiunea hidrostatică

Presiunea (P) este o mărime fizică egală cu raportul dintre mărimea forţei care apasa normal şi uniform

pe o suprafaţă şi aria acestei suprafeţe. Apăsarea forţei (F) nu poate fi aceeaşi pe orice suprafaţă (S), ceea ce ne

conduce la calcularea presiunii medii cu ajutorul relaţiei: P ¿ FS

.

Conform legii lui Pascal, presiunea exercitată pe o suprafaţă oarecare a unui lichid aflat în repaus se

transmite în toate direcţiile şi cu aceeaşi intensitate în tot lichidul. Aşadar, asupra unui corp solid introdus într-

un lichid sunt exercitate forţe perpendiculare de apăsare pe toate părţile suprafeţei corpului care sunt în contact

cu lichidul . Cu cât obiectul se scufundă mai mult, cu atât întâlneşte o presiune mai mare. Presiunea atmosferică

la suprafaţă este de 0,43 psi (pounduri pe inch pătrat, adică 30,24 g/cm²) iar pentru fiecare picior (unitate de

Page 4: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

măsură englezească egală cu 30,5 cm) de scufundare, presiunea apei creşte cu 30,24 g/cm². În general la

adâncimea de 30-40 cm sub nivelul apei, fort ace apasa este de circa 30 kgf.

Suportarea greutăţii în apă

Atâta timp cât plutirea şi gravitaţia sunt forţe opuse ce acţionează asupra unui corp în apă, cu cât corpul

se scufundă mai mult în apă, cu atât mai puţină greutatea este suportată de membrele inferioare.

Deoarece centrul de greutate al bărbatului este mai jos decât cel al femeii, procentul specific al greutăţii

corporale la diferite adâncimi variază uşor de la femei la bărbate. De exemplu, având corpul scufundat până la

xifoid, femeia suporta 28% din propria sa greutate, în timp ce un bărbat suporta 35%.

Schimbarea vitezei de mers în apa va determina schimbarea procentului de suportare a greutăţii în apă.

În general, cu cât o persoană merge mai repede în apă cu atât procentul de suportare a greutăţii este mai mare.

De exemplu dacă mersul va fi cu un pas încet, trebuie să se meargă într-o apă având nivelul până sub axila

pentru a suporta 50% din greutate. Dacă mersul va fi mai rapid, 50% din greutatea corporală se atinge într-o apă

cu nivelul deasupra axilei.

Tensiunea de suprafaţă

La suprafaţa apei se formează o peliculă ca urmare a coeziunii dintre molecule, care opune rezistenţă

oricărei mişcări. Acest aspect se observă la efectuarea aceleaşi mişcări la suprafaţa apei şi în imersie. La aceeaşi

viteză de mişcare la suprafaţa apei, mişcarea este mai greu de realizat datorită faptului că trebuie Spartă peliculă

de rezistenţă.

Vâscozitatea apei

Fluidele reale opun o anumită rezistenta la alunecarea unui strat peste altul sau la înaintarea unui corp

prin masa lor. Frecarea moleculelor unui lichid da naştere la o rezistenţă în calea mişcărilor. Rezultatul frecării

straturilor paralele de fluid care alunecă unul peste altul, poartă denumirea de vâscozitate. Vâscozitatea apei

dulci are o valoare scăzută, dar creşte pe măsură ce conţine minerale sau săruri.

Factorii adiţionali includ proprietăţi fizice precum coeziunea ( atracţia dintre moleculele din apa către

moleculele adiacente ale apei ), adeziunea ( atracţia dintre moleculele apei şi cele ale corpului respectiv ) şi

tensiunea de suprafaţă ( atracţia dintre moleculele apei la suprafaţa acesteia ). Mişcarea în interiorul apei

întâmpina rezistenţă din cauza adeziunii şi coeziunii moleculelor apei faţă de persoană din apă şi respectiv faţă

de celelalte molecule ale apei. Tensiunea de suprafaţa oferă rezistenta când un individ încearcă să spargă

suprafaţa apei cu corpul său cu un segment al corpului. Vâscozitatea apei este invers proporţională cu

temperatura acesteia. Vâscozitatea sângelui este de 3-4 ori mai mare decât cea a apei dulci şi depinde de

cantitatea de eritrocite conţinute. Când concentraţia eritrocitelor ( valoarea hematocritului ) depăşeşte 70%,

sângele este la limita de a mai fi considerat fluid1. De asemenea, vâscozitatea sângelui este influenţată de

temperatură. Cu cât temperatura este mai scăzută vâscozitatea creşte, iar circulaţia scade în primul rând în

extremităţile corpului. Sângele prezintă, însă, un caz aparte prin modificarea vâscozităţii în funcţie de viteză de

curgere. Mărindu-se viteza se modifica orientarea particulelor conţinute ( eritrocite, proteine plasmatice, etc. ),

care sunt de dimensiuni şi forme diferite, având ca rezultat modificarea vâscozităţii.

1 Rinderu, P. , Biomecanica – Curs, Editura Universităţii din Craiova, 2002, pg. 298.

Page 5: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

Temperatura apei

S-a constatat că apa caldă este mai uşoară decât apă rece. Într-o unitate acvatică această diferenţă

determina curenţi verticali ce acţionează până la stabilizarea apei reci în straturile inferioare, iar a apei calde în

straturile superioare. Mişcările sunt mai uşoare în apă caldă dar plutirea se menţine mai greu comparativ cu apă

rece în care mişcările sunt mai greoaie, dar plutirea bună.

Hidrodinamică

Hidrodinamică este ramura hidromecanicii care studiază legile de mişcare ale fluidelor. Deplasarea

segmentelor pacientului prin apa este o rezultantă a tuturor forţelor ce acţionează de la persoană către mediul

acvatic şi de la apa către această.

Rezultanta hidrodinamică se află sub influenţa a două categorii de factori:

- Factori favorabili ( flotabilitatea, tehnica mişcărilor );

- Factori defavorabili ( rezistenţa apei, vâscozitatea, turbulenţele );

Rezistenţa lichidului, mărimea, forma obiectului în mişcare şi viteza acestuia guvernează mişcarea în

apă. Unii dintre factorii care au impact asupra mişcării unui corp în apă sunt interconectaţi.

Rezistenţa apei

La deplasarea prin apă a doua sau mai multe corpuri oarecare cu viteze egale, rezistenta apei diferă în

funcţie de suprafaţa secţiunii transversale a fiecăruia. Dacă luăm aceeaşi secţiune a unor suprafeţe transversal,

dar la corpuri de forme diferite, vom observa că rezistenţa apeieste diferită. Cea mai mică rezistenţă la înaintare

o obţin corpurile a căror formă este ascuţită atât la capătul din faţă cât şi la cel din spate şi poartă denumirea de

corpuri sau forme hidrodinamice.

Gh. Marinescu ( 2004 ) citează două teorii ale propulsiei hidrodinamice la deplasarea prin apă şi anume:

- Propulsia prin rezistenţă – pe baza legii a III a a lui Newton, apa împinsă înapoi înseamnă acţiunea,

iar propulsia înotătorilor spre înainte ca urmare a acestei acţiuni înseamnă reacţiunea ( J. E.

Counsillmen, 1968; S. E. Silvia, 1970 ).

- Propulsia prin portanta hidrodinamică – la acest tip de propulsie mâinile de deplasează în direcţii

laterale, verticale şi înapoi, generând o forţă de portanţa. Mişcarea nu este în linie dreaptă, ci în

Sweep. Rezultă că înotătorii nu îşi împing mâinile spre înapoi, ci corpul lor se deplasează înainte pe

lângă mâinile lor ( Barthles şi Adrian, 1974; Plagenhof, 1977; Schleihauf, 1977 ).

Propulsia dominată de portanţa este superioară propulsiei prin rezistenţă. Cea mai eficientă vâslire sau propulsie

se bazează pe principiul elicei care respectă condiţia de bază – împingerea unui volum mare de apă la distanţă

mică şi nu invers că în propulsia prin rezistenţă, iar apă trebuie să fie pe cât posibil nemişcată – nerupta

molecular2.

După E. J. Counsillmen ( 1977 ) rezistenţa la înaintare depinde de următoarele variabile:

- Rezistenta frontală produsă de orice parte a corpului care prezintă o suprafaţă perpendiculară pe

direcţia de înaintare;

2Marinescu, Gh. Si colab., „Polo pe apă”, Editura Bren, Bucuresti, 2004, pg. 5.

Page 6: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

- Turbulenta sau vârtejurile caudale datorate curburilor corpului;

- Rezistenta la frecare dată de frecarea corpului cu apă;

Turbulentele

Mişcările în apa creează în urma lor depresiuni şi turbulenţe în care apare fenomenul de absorbţie ce

îngreunează deplasarea. Pentru a nu se crea turbulenţe apă trebuie să curgă de-a lungul corpului său segmentelor

sub formă de curenţi de linie continuă, atât în timpul mişcărilor, cât şi după trecerea acestora. Turbulenţa

defineşte o mişcare neregulată a apei care poate genera vârtejuri.

Curentul format de apa creează o forţă de rezistenţă a apei la un corp care se mişca în ea. Există trei

tipuri de curenţi: curentul de formă, curentul de absorbţie şi curentul de frecare ( Koury, 1996 ).

Curentul de formă

Curentul de forma este rezistentă pe care un obiect o întâmpină într-un lichid şi este determinate de

mărimea şi forma obiectului. Un obiect mai mare întâmpină o rezistenţă mai mare în apă decât un obiect mai

mic. Un obiect aşezat de-a latul întâmpină o rezistenţă mai mare decât un obiect plat. Un obiect aplatizat care se

mişcă prin apă produce curenţi liniari - o mişcare lină a apei care determină o rezistenţă minimă la mişcare.

Este o absorbţie minimă cauzată de forma deoarece şi turbulenţă este minimă. Moleculele apei circula toate cu

aceeaşi viteză, iar frecarea cu lichidul este minimă pentru ca moleculele apei se separă cu uşurinţă, mişcându-se

lin pe lângă corp.

Pe de o altă parte, un obiect aşezat de-a latul produce un curentu turbulent la mişcarea prin apă. Obiectul

va determina o absorbţie mai mare din cauza turbulentelor mai mari în spatele său. Straturile de apă se mişca

neregulat când întâlnesc obiectul şi se grăbesc să treacă pe lângă el şi de el. Acestea determina o mişcare

circular a apei care opune rezistenţă prin absorbţie în spatele unui obiect în mişcare, fie sub formă de spumă, în

funcţie de mărimea turbulentei create.

Curentul de absorbţie

Curentul de absorbţie este determinat de forma corpului şi este în mod direct legat de turbulenţă. Cu cât

este mai mare curentul de absorbţie determinat de formă, cu atât turbulenta este mai mare. Turbulenţa produce o

arie de presiune scăzută în spatele obiectului care tinde să tragă obiectul înapoi. Curentul de absorbţie

determinat de forma obiectului poate produce: curenţi liniari şi curenţi turbulenţi. Acest tip de absorbţie este

cauzat de turbulenţă din spatele unui obiect aflat în mişcare prin apă.

Curentul de absorbţie determinat de forma poate fi utilizat în programul de exerciţii terapeutice acvatice

prin prisma modificării pe care o aduce rezistenţei în exerciţii. O modificare a poziţiei corpului sau a unui

segment poate mări sau micşora curentul de absorbţie datorat formei. De exemplu, mişcarea braţului pe

orizontală în apă cu palma în jos poate determina un curent de absorbţie mai mic decât atunci când se mişca pe

verticală. Strângerea sau alungirea extremităţilor corpului micşorează sau măreşte curentul de absorbţie,

respectiv cu cât braţul face o mişcare mai amplă, cu atât împinge mai multă apă. Utilizarea unui echipament că

de exemplu palmarele care măresc suprafaţa ariei palmelor, formează un curent de absorbţie mărit pentru a

creşte rezistenta unui exerciţiu.

Absorbţia de valuri este rezistentă apei cauzată de turbulenţe. Cu cât viteza unui obiect este mai mare,

cu atât absorbţia curenţilor este mai mare. Absorbţia curenţilor este mai mică dacă mişcarea rămâne sub apă.

Exerciţiile care se desfăşoară în apă liniştită produc mai puţină rezistentă decât cele care se desfăşoară în

apă instabilă. Un individ poate crea un curent de absorbţie determinat de valuri pe parcursul exerciţiului

Page 7: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

schimbându-şi poziţia frecvent şi rapid. Creşterea vitezei unui exerciţiu poate, de asemenea, să mărească

absorbţia create de valuri. De exemplu, mersul prin apă oferă o rezistenţă a corpului de 5-6 ori mai mare decât

mersul prin aer. Alergarea prin apă însă oferă o rezistenţă mai mare de 40 de ori decât cea a aerului ( McWaters,

1988 ).

Absorbţia de frecare

Absorbţia de frecare este rezultatul tensiunii de suprafaţă a apei, aceasta devenind un element important

pentru mişcările rapide.

Efectele apei asupra corpului uman

Corpul uman scufundat in apa suporta influente de ordin mecanic, termic. Biochimic si psihologic.

Efectele mecanice

Efectele mecanice sunt o urmare a trei factori : forta arhimedica, adancimea scufundarii si viteza de

deplasare a segmentelor prin apa. Pentru intelegerea corecta a acestor efecte trebuie sa se cunoasca termenii de

greutate reala, respective greutatea de pe uscat si greutatea aparenta, respective greutatea din mediul acvatic.

Prin scufundare omul are senzatia diminuarii aparente a greutatii intregului corps au a segmentelor intrate in

imersie.

Autorii B. Cossalter si F. Plas (2001) ne ofera datele unor cercetari, referitoare la greutatea aparenta,

care permit realizarea cu o rigoare acceptabila a sprijinului partial pe membrele inferioare:

- Scufundare totala: greutatea unui segment de membru este egala cu 3,5% din greutatea sa reala.

- Scufundare maxima: pentru subiectii aflati in imersie pana la nivelul sternului, 6-7% din greutatea

reala.

- Scufundare toracica: pentru subiectii aflati in imersie pana la nivelul mamelonului, 15-30% din

greutatea reala.

- Scufundare pelviana: pentru subiectii aflati in imersie pana la nivelul pelvisului, 50-80% din

greutatea reala.3

Prin simpla scufundare presiunea hidrostatica produce stimulari senzoriale, un drenaj circulator mai bun,

o stimulare a circulatiei periferice si permite un echilibru mai bun.

Rezistenta opusa de apa este de circa 900 de ori mai mare decat cea a aerului, ceea ce ridica probleme in

cazul unor miscari, asigura o mai buna decontractie si inhiba reflexele de incordare ale antagonistilor.

Efectele termice

Reactia la caldura o intalnim la toate fiintele vii si in toate reactiile chimice. Capacitatea corpului uman

de a reactiona la stimuli produsi prin miscare poate fi marita prin introducerea persoanelor intr-un mediu acvatic

cu temperatura mai ridicata decat in mod normal. Sensibilitatea persoanei in mediul acvatic se poate manifesta

sub forma termica, dureroasa sau tactile.

3 Plas, F. si Hagron, E., Kinetoterapie active, Editura Polirom, Bucuresti, 2001, pg. 180.

Page 8: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

Temperaturile apei sunt impartite astfel:

- 0 - 26° → baie rece, care scade temperature corpului;

- 26° - 35°→ baie neutral, fara efecte deosebite asupra temperaturii corpului;

- Peste 35°→ baie calda, cu efecte notabile asupra corpului;

Suprafata pielii (circa 1,5 – 2 m²) caracterizata de o bogata inervatie asigura schimburi termice rapide (incalzire

sau racire) cu mediul. Aceste schimburi se fac intre temperature de la nivelul pielii de circa 33,5°C si

temperatura apei care se situeaza intre 32°C si 38°C.

Efectele apei calde asupra organismului omului se refera la:

- Vasodilatatie periferica manifestata prin inrosirea pielii;

- Scaderea tensiunii arteriale;

- Activitatea sedative generala care induce o stare de bine;

- Relaxarea tonusului muscular;

- Creste pragul de sensibilitate la durere;

- Scade sensibilitatea periferica;

Apa calda slabeste tonusul pielii facand-o mai moale si chiar flasca. In mod normal surplusul de caldura produs

in organism prin efectuarea miscarilor este cedat mediului ambiant prin termoliza. In situatia miscarilor

corective efectuate in apa calda fenomenul de termoliza nu se mai produce facand masa musculara mai

accesibila influentelor localizate ale exercitiilor.

Efectele apei calde asupra organismului uman:

- Produce vasodilatatie periferica;

- Creste afluxul sangvin la nivelul tegumentului;

- Imbunatateste troficitatea tesuturilor;

- Ajuta la relaxarea si confortul organismului;

- Intensifica activitatea celulelor albe;

- Ininlatura durerile aparute in articulatii;

- Amelioreaza contracturile musculare;

- Permite miscari mai ample;

- Relaxeaza psihic practicantul;

- Intensifica metabolismul;

- Scade congestia organelor interne.

Efecte biochimice

Efectele biochimice asupra organismului persoanelor practicante de gimnastica acvatica sunt o urmare a

compozitiei apei. Acestea pot fi ionizate, minerale, sulfuroase, clorurate.

Apa folosita in bazine trebuie sa indeplineasca anumite proprietati de natura fizica si chimica:

Proprietati fizice ale apei:

- Sa aiba miros de natura anorganica, minerala, cum este cazul sarurilor de fier;

Page 9: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

- In functie de substantele dizolvate in apa si a particulelor aflate in suspensie, are culoare, miros si

gust diferit;

- Orice gust aparte al apei este explicat prin prezenta unui surplus saruri minerale.

Proprietati chimice ale apei:

- Poate avea oxigen in plus (dizolvat);

- Poate avea elemente minerale dizolvate (Ca, Fe,Mg. etc.);

- Apa poate fi sulfuroasa sau cloro-sodica;

- Poate avea dizolvate substante organice vii sau in descompunere: microorganisme, amoniac, nitriti

sau nitrati);

Efecte psihologice

Influentele psihologice sunt produce de posibilitatea persoanelor de a executa in mediul acvatic miscari care pe

uscat nu ar fi posibile. Alegerea adancimii apei pentru diferite exercitii se face in functie de frica persoanei de

apa, proportia suportarii greutatii si scopul sedintei de gimnastica acvatica.

Psihologia umana

Intensitatea reactiilor omului/pacientului depind de starea de sanatate dar si de gravitatea bolii (acolo unde este

cazul). Tipuri de manifestari:

- Acceptarea deficientei fizice ca o stare de boala. Persoana manifesta preocupare pentru folosirea

programelor terapeutice si isi manifesta adeziunea pentru colaborarea cu specialistul.

- Neacceptarea deficientei fizice ca pe o stare de boala. Persoana nu manifesta interes pentru

programele corective, expunandu-se la consecinte periculoase.

Frica de apa

Frica de apa a unor persoane presupune adesea o munca sustinuta de incurajare si multa rabdare. Pentru a fi

desfasurat cu sanse de reusita persoanelor li se va crea una din urmatoarele motivatii:

- Impusa de instructor – sa i se reflecte practicantului o reusita care il asteapta in viitor daca executa

programul de exercitii;

- Impusa de grup - se face simtit spiritul de emulatie, care, in dese situatii impune eforturi

suplimentare;

- Resimtita de client – progresele zilnice si imaginea finala a rezultatului se manifesta ca un obiect

posibil de realizat;

- Stimulentul – aprecierile verbale de genul „este bine”, „foarte bine” sau „corect” mobilizeaza

persoana sa continue efortul si ii cresc sperantele.

Mijloacele psihice ce pot insoti efortul practicantilor in timpul programului de gimnastica acvatica sunt:

- Sugestia – denota atitudinea instructorului fata de munca persoanei si contribuie la ridicarea

moralului de refacere al acestuia. Aprecierea efortului depus si a interesului manifestat de

practicant, pe un ton cald si calm, ii da mai mult elan de lucru si mai multe sperante in reusita

refacerii.

Page 10: Principii fizice aplicate corpului uman scufundat în apă

- Autosugestia – are la baza vointa de care trebuie sa dea dovada practicantul pentru invingerea

limitelor sale de efort si de refacere la care poate ajunge aproape zilnic. El trece peste senzatiile

neplacute cu constiinta ca fiecare prag depasit este un pas inainte.