Cap.i - Principii Fizice

CAPITOLUL I

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.

1.1. HIDROSTATICA

Hidrostatica este ramura hidromecanicii care studiază legile echilibrului fluidelor şi ale corpurilor scufundate în ele. În cazul hidrokinetoterapiei 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.

1.1.1. Masa

Prin masa unui corp înţelegem întreaga cantitate de materie conţinută de acesta. În formulele de calcul are simbolul (m).

1.1.2. 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.

11

Centrul de greutate mai este cunoscut şi sub denumirea de centrul de masă.Prin scoaterea unui segment sau a unei părţi a corpului în afara suprafeţei

de sprijin intervine atracţia gravitaţională în sensul de uşurare a flexiei sau extensiei, iar pacientul conştientizează traiectoria mişcării pe care urmează ulterior să o execute fără ajutor.

Gravitaţia specificăGravitaţia 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 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, acesta 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 (Edlich şi colab., 1987). Această largă variaţie a gravitaţiilor individuale specifice duce la o largă abilitate de a pluti. Pacienţii care au mai multă masă musculară şi mai puţină grăsime pot întâmpina dificultăţi de plutire şi pot necesita asistenţă pentru plutire în cadrul exerciţiilor terapeutice acvatice.

1.1.3. Densitatea

Efectuarea exerciţiilor corective în mediul acvatic asigură un grad sporit de dificultate, prelungeşte durata şedinţelor şi utilizează un număr mai mare de mişcări. Densitatea mai mare a apei decât a aerului (după unii specialişti de circa 820 ori, iar după alţii de circa 770 ori) permite kinetoterapeutului să o utilizeze ca ajutor, ca suport sau ca mijloc de creştere a rezistenţei.

Prin densitatea unui corp înţelegem raportul dintre masă (m) şi volum (V). Densitatea are simbolul (d) şi se calculează după formula:

D =

12

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, ca de exemplu, densitatea apei de mare este d = 1,021. O caracteristică a relaţiei dintre temperatură 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 că un litru de aer este echivalent în scăderea densităţii corpului uman cu cea a unei cantităţi de 9 kg de substanţă grasă (strat adipos).

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 (sistemul

respirator realizează schimbul de gaze între organism şi mediul înconjurător la un debit ventilator situat între 1 litru/min şi 500 litri/min - în cazul unei tuse puternice).

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.

1.1.4. 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

undeF = forţa arhimedicăd = densitatea volumului de lichid dislocuitV = 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 află afară din apă, plutirea nu se mai produce iar corpul se scufundă 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.

13

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.

În aprecierea echilibrului pe apă 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 verticală;- cele două puncte se află 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.

FlotabilitateaDiferenţa 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 acesta să plutească deoarece greutatea apei pe care o dislocă 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 specifice, în esenţă, indică 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 flotabilitatea (de plutire)Centrul de plutire este centrul de greutate al lichidului dislocat în momentul

în care corpul pluteşte în echilibru pe apă. 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 (Fig.1).

Când centrul de plutire şi centrul de echilibru nu sunt aliniate vertical, individul trebuie să se mişte energic pentru a nu se rostogoli sau pentru a reuşi să

14

se întoarcă în apă. De exemplu, dacă veţi ţine între genunchi o plută, centrul de plutire va face ca picioarele voastre să se ridice spre suprafaţă.

Fig.1. (după Bates şi Hanson, 1996)

CG = centrul de greutateCB = centrul de flotabilitate (de plutire)A = corp în echilibru cu CG şi CB aliniate pe verticalăB = corp în afara echilibrului cu CG şi CB nealiniate vertical

1.1.5. Presiunea hidrostatică

Presiunea (P) este o mărime fizică egală cu raportul dintre mărimea forţei care apasă 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 =

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 30,24g/cm2), iar pentru fiecare picior (unitate de măsură englezească egală cu 30,5 cm) de scufundare, presiunea apei creşte cu 30,24g/cm2 (Edlich şi colab.,1987). În general, la adâncimea de 30 – 40 cm sub nivelul apei, forţa ce apasă este de circa 30 kgf.

Suportarea greutăţii în apă

15

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 greutate 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 bărbaţi. De exemplu, cu corpul scufundat până la xifoid, femeia suportă 28% din propria sa greutate, în timp ce un bărbat suportă 35%. (Thein şi Brodz, 1998)

Aceste procente sunt informaţii utile, mai ales în primele etape ale procesului de tratament. De exemplu, un pacient rănit care nu poate suporta decât 50% din greutate pe piciorul stâng, poate executa exerciţii terapeutice pentru piciorul respectiv în apă cu adâncimea până la şold. Pe măsură ce pacientului i se permite să-şi sprijine mai mult din greutate pe piciorul respectiv, el poate executa exerciţii în apă mai puţin adâncă.

Schimbarea vitezei de mers în apă va determina schimbarea procentului de suportare a greutăţii în apă. (Harrison, Hillman şi Bulstrode, 1992). În general, cu cât o persoană merge mai repede în apă cu atât procentul de suportare a greutăţii este mai mare. De exemplu, dacă mergeţi cu pas încet, trebuie să mergeţi într-o apă având cu nivel până sub axilă pentru a suporta 50% din greutate. Dacă mergeţi mai repede, 50% din greutatea corporală se atinge într-o apă cu nivel deasupra axilei.

1.1.6. 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 aceleiaşi mişcări la suprafaţa apei şi în imersiune. La aceeaşi viteză de mişcare la suprafaţa apei mişcarea este mai greu de realizat datorită faptului că trebuie spartă pelicula de rezistenţă.

1.1.7. Vâscozitatea apei

Fluidele reale opun o anumită rezistenţă la alunecarea unui strat peste altul sau la înaintarea unui corp prin masa lor. Frecarea moleculelor unui lichid dă 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 apă 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 întâmpină rezistenţă din cauza adeziunii şi coeziunii moleculelor apei faţă de persoana din apă şi respectiv faţă de celelalte molecule ale apei. Tensiunea de suprafaţă oferă

16

rezistenţă când un individ încearcă să spargă suprafaţa apei cu corpul sau 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 fluid.1. 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 viteza de curgere. Mărindu-se viteza se modifică orientarea particulelor conţinute (eritrocite, proteine plasmatice etc.), care sunt de dimensiuni şi forme diferite, având ca rezultat modificarea vâscozităţii.

1.1.8. Temperatura apei

S-a constatat că apa caldă este mai uşoară decât apa rece. Într-o unitate acvatică această diferenţă determină curenţi verticali ce acţionează până la stabilizarea apei reci în straturile inferioare, iar a apei calde în straturile superioare. Mişcările sunt mai uşoare în apa caldă, dar plutirea se menţine mai greu, comparativ cu apa rece în care mişcările sunt mai greoaie, dar plutirea mai bună.

1.2. HIDRODINAMICA

Hidrodinamica este ramura hidromecanicii care studiază legile de mişcare ale fluidelor. Deplasarea segmentelor pacientului prin apă este o rezultantă a tuturor forţelor ce acţionează de la pacient către mediul acvatic şi de la apă către acesta.

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.

1.2.1. Rezistenţa apei

La deplasarea prin apă a două sau mai multe corpuri oarecare cu viteze egale, rezistenţa apei diferă în funcţie de suprafaţa secţiunii transversale a fiecăruia. Dacă luăm aceeaşi secţiune a unor suprafeţe transversale, dar la corpuri de forme diferite, vom observa că rezistenţa apei este diferită. Cea mai mică rezistenţă la înaintare o obţin corpurile a căror formă este ascuţită atât la capătul

1 Rinderu, P., Biomecanica – curs, Editura Universităţii din Craiova, 2002, pag.298.

17

din faţă, cât şi la cel din spate şi poartă denumirea de corpuri sau forme hidrodinamice În reeducare factorii de rezistenţă pot fi exploataţi în exerciţiile de mers normal, precum şi în mişcările de tip dus-întors.

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. Silva, 1970).

- Propulsia prin portanţa hidrodinamică – la acest tip de propulsie mâinile se deplasează în direcţii laterale, verticale şi spre înapoi, generând o forţă de portanţă. 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 portanţă 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 ca în propulsia prin rezistenţă, iar apa trebuie să fie pe cât posibil nemişcată – neruptă molecular.2

După E.J. Counsillmen (1977) rezistenţa la înaintare depinde de următoarele variabile:- rezistenţa frontală produsă de orice parte a corpului care prezintă o suprafaţă

perpendiculară pe direcţia de înaintare;- turbulenţa sau vârtejurile caudale datorate curburilor corpului;- rezistenţa la frecare dată de frecarea corpului cu apa.

1.2.2. Turbulenţele

Mişcările în apă creează în urma lor depresiuni şi turbulenţe în care apare fenomenul de absorbţie ce îngreunează deplasarea. Pentru a nu se crea turbulenţe apa trebuie să se scurgă de-a lungul corpului sau 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.

În bazinele pentru lucrul cu pacienţii apa este imobilă şi de aceea, cu cât mişcările au o viteză mai mare de execuţie, cu atât turbulenţele produse sunt mai mari.

Curentul format de apă creează o forţă de rezistenţă a apei la un corp care se mişcă în ea. Există trei tipuri de curenţi: curentul de formă, curentul de absorbţie şi curentul de frecare (Koury, 1996).

Curentul de formăCurentul de formă este rezistenţa pe care un obiect o întâmpină într-un

lichid şi este determinată de mărimea şi forma obiectului. Un obiect mai mare

2 Marinescu, Gh. şi colab., Polo pe apă, Editura Bren, Bucureşti, 2004, pag.5.

18

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 formă deoarece şi turbulenţa este minimă. Moleculele apei circulă toate cu aceeaşi viteză, iar frecarea cu lichidul este minimă pentru că moleculele apei se separă cu uşurinţă, mişcându-se lin pe lângă corp.

Pe de altă parte, un obiect aşezat de-a latul produce un curent turbulent la mişcarea prin apă. Obiectul va determina o absorbţie mai mare din cauza turbulenţelor mai mari în spatele său. Straturile de apă se mişcă neregulat când întâlnesc obiectul şi se grăbesc să treacă pe lângă el şi de el. Acestea determină o mişcare circulară a apei când se reîntâlnesc în spatele obiectului. Mişcarea circulară a apei care opune rezistenţă prin absorbţie în spatele unui obiect în mişcare lasă o urmă după trecerea obiectului, fie sub formă de bule în spatele corpului, fie sub formă de spumă, în funcţie de mărimea turbulenţei create.

Curentul de absorbţieCurentul 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 turbulenţa 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: (a) curenţi liniari, (b) curenţi turbulenţi. Acest tip de absorbţie este cauzat de turbulenţa din spatele unui obiect aflat în mişcare prin apă (Fig.2).

Fig.2.(după Bates şi Hanson, 1996)

Curentul de absorbţie determinat de formă 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 mişcă pe verticală. Strângerea sau alungirea extremităţilor

19

corpului micşorează sau măreşte curentul de absorbţie, respectiv cu cât braţul face o mişcare mai amplă, cu atât impinge mai multă apă. Utilizarea unui echipament ca de exemplu palmarele care măresc suprafaţa ariei palmelor, formează un curent de absorbţie mărit pentru a creşte rezistenţa unui exerciţiu.

Absorbţia de valuri (de curenţi) este rezistena 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 rezistenţă decât cele care se desfăşoară în apă instabilă. Un individ poate crea un curent de absorbţie determinat de valuri pe parcursul exerciţiului schimbându-şi poziţia frecvent şi rapid. Creşterea vitezei unui exerciţiu poate, de asemenea, să mărească absorbţia creată 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 frecareAbsorbţia de frecare este rezultatul tensiunii de suprafaţă a apei. Acesta nu

este un factor în exerciţiile terapeutice, dar devine un element important pentru mişcările rapide.

1.3. EFECTELE APEI ASUPRA CORPULUI UMAN

Corpul uman scufundat în apă suportă influenţe de ordin mecanic, termic, biochimic şi psihologic.

1.3.1. Efecte mecanice

Efectele mecanice sunt o urmare a trei factori: forţa arhimedică, adâncimea scufundării şi viteza de deplasare a segmentelor prin apă. Pentru înţelegerea corectă a acestor efecte trebuie să cunoaştem termenii de greutate reală, respectiv greutatea de pe uscat şi greutate aparentă, respectiv greutatea din mediul acvatic. Prin scufundare pacientul are senzaţia diminuării aparente a greutăţii întregului corp sau a segmentelor intrate în imersie.

Autorii B. Cossalter şi F. Plas (2001) ne oferă datele unor cercetări, referitoare la greutatea aparentă, care permit realizarea cu o rigoare acceptabilă a sprijinului parţial pe membrele inferioare:- Scufundare totală: greutatea unui segment de membru este egală cu 3,5% din

greutatea sa reală.- Scufundare maximă: pentru subiecţii aflaţi în imersiune până la nivelul

sternului, 6 – 7% din greutatea reală.- Scufundare toracică: pentru subiecţii aflaţi în imersiune până la nivelul

mamelonului, 15 – 30% din greutatea reală.

20

- Scufundare pelviană: pentru subiecţii aflaţi în imersiune până la nivelul pelvisului, 50 – 80% din greutatea reală.3

Prin simpla scufundare presiunea hidrostatică produce stimulări senzoriale, un drenaj circulator mai bun, o stimulare a circulaţiei periferice şi permite un echilibru mai bun.

Rezistenţa opusă de apă este de circa 900 de ori mai mare decât cea a aerului, ceea ce ridică probleme în cazul unor mişcări, asigură o mai bună decontracţie şi inhibă reflexele de încordare ale antagoniştilor.

1.3.2. Efecte termice

Reacţia la caldură o întâlnim la toate fiinţele vii şi în toate reacţiile chimice. Capacitatea corpului uman de a reacţiona la stimulii produşi prin kinetoterapie poate fi mărită prin introducerea bolnavilor într-un mediu acvatic cu temperatură mai ridicată decât în mod normal. Temperatura apei pentru tratarea deficienţelor fizice trebuie să fie de circa 35°C, ţinând cont că organismul pacientului nu are nevoie de valori suplimentare în termogeneză (valoarea orientativă a consumului energetic este de circa 450cal/h).

Programele de hidrokinetoterapie se desfăşoară în bazine cu apă caldă, care produce efecte favorabile asupra pacienţilor. La nivel cutanat sunt plasaţi receptori diferiţi în funcţie de tipul de sensibilitate pe care îl detectează: mecanoreceptorii (sensibili la atingere şi la deformările pielii), termoreceptorii (sensibili la temperatură), nociceptorii (sensibili la durere produc reflexe de retragere sau evitare).

Sensibilitatea pacientului în mediul acvatic se poate manifesta sub formă termică, dureroasă sau tactilă. Sub influenţa stării de boală pacientul poate avea tulburări de sensibilitate care trebuie observate şi corectate prin reeducarea sensibilităţii de către kinetoterapeut. Prin sensibilitatea termică pacientul diferenţiază variaţiile de temperatură ale incintei bazinului şi ale apei în care îşi desfăşoară programul. De aceea specialistul urmăreşte cu atenţie pacienţii pentru a evita reacţiile şi evenimentele nedorite.

Temperaturile apei sunt împărţite astfel:- 0 – 26° = baie rece, care scade temperatura corpului;- 26° – 35° = baie neutră, fără efecte deosebite asupra temperaturii corpului;- peste 35° = baie caldă, cu efecte notabile asupra corpului.

Suprafaţa pielii (circa 1,5 – 2 m2) caracterizată de o bogată inervaţie asigură schimburi termice rapide (încălzire sau răcire) cu mediul. Aceste schimburi se fac între temperatura de la nivelul pielii de circa 33,5° C şi temperatura apei care se situează între 32° C şi 38° C.

Efectele apei calde asupra organismului pacienţilor se referă la:- vasodilataţie periferică manifestată prin înroşirea pielii;- scăderea tensiunii arteriale;- activitate sedativă generală care induce o stare de bine;3 Plas, F. şi Hagron, E., Kinetoterapie activă, Editura Polirom, Bucureşti, 2001, pag.180.

21

- relaxarea tonusului muscular;- creşte pragul de sensibilitate la durere;- scade sensibilitatea periferică;- dobândirea treptată a autonomiei de mişcare;- facilitează reeducarea funcţională a segmentelor.

Apa caldă slăbeşte tonusul pielii făcând-o mai moale şi chiar flască. În mod normal surplusul de căldură produs în organism prin efectuarea mişcărilor este cedat mediului ambiant prin termoliză. În situaţia mişcărilor corective efectuate în apă caldă fenomenul de termoliză nu se mai produce făcând masa musculară mai accesibilă influenţelor localizate ale exerciţiilor. În apa caldă bolnavii pot executa mişcări din ce în ce mai ample, iar vasodilataţia produsă de căldură sporeşte irigarea zonelor deficitare supuse acţiunii exerciţiilor corective.

Funcţiile pielii adaptate la hidrokinetoterapie:- funcţia de recepţie a senzaţiilor tactile, dureroase şi termice, prin intermediul

exteroceptorilor pielii, care pun în legătură sistemul nervos central cu mediul extern pentru a realiza o relaţie între organism şi mediul înconjurător;

- funcţia de termoreglare, respectiv de apărare a organismului de pierderile mari de căldură sau de supraîncălzire.

Apa caldă acţionează antispastic asupra bolnavilor. Exerciţiile corective în apă caldă sunt recomandate în primul rând bolnavilor cu artroze, periostite scapulohumerale, redori articulare, pareze sau miopatii. În cele mai dese cazuri exerciţiile corective de tip pasiv se execută în apă pentru tratamentul sechelelor de paralizie flască sau spastică, în stările de contractură musculară, în tulburările de coordonare a mişcărilor şi în vederea reeducării mersului.

La pacienţii care urmează programe hidrokinetoterapeutice se poate vorbi de o călire specifică datorată trecerii de la temperatura apei la cea a ambianţei, apoi la cea din afara incintei. În călirea organismului pacienţilor se va urmări principiul gradaţiei şi nu trebuie să se uite că lipsa călirii scade elasticitatea musculară şi ligamentară.

Efectele apei calde asupra organismului pacienţilor:- produce vasodilataţie periferică;- creşte afluxul sanguin la nivelul tegumentului;- îmbunătăţeşte troficitatea ţesuturilor;- ajută la relaxarea şi confortul organismului;- intensifică activitatea celulelor albe;- îndepărtează spasmul muscular prin intensificarea circulaţiei şi scăderea

tensiunii în muşchi;- înlătură durerile apărute în articulaţii;- ameliorează contracturile musculare;- permite mişcări mai ample;- relaxează psihic pacientul;- intensifică metabolismul;- scade congestia organelor interne.

1.3.3. Efecte biochimice

22

Efectele biochimice asupra organismului pacienţilor sunt o urmare a compoziţiei apei. Acestea pot fi ionizante, minerale, sulfuroase, clorurate.

Apa folosită în bazinele de tratament hidrokinetoterapeutic trebuie să îndeplinească anumite proprietăţi de natură fizică şi chimică.

Proprietăţile fizice ale apei folosită în hidrokinetoterapie:- să aibă miros de natură anorganică, minerală, cum este cazul sărurilor de fier;- în funcţie de substanţele dizolvate în apă şi a particulelor aflate în suspensie, are

culoare, miros şi gust diferite;- orice gust aparte al apei este explicat prin prezenţa unui surplus de săruri

minerale.Proprietăţile chimice ale apei folosită în hidrokinetoterapie:

- poate avea oxigen în plus (dizolvat);- poate avea elemente minerale dizolvate (Ca, Fe, Mg, etc.);- apa poate fi sulfuroasă sau cloro-sodică;- poate avea dizolvate substanţe organice vii sau în descompunere:

microorganisme, amoniac, nitriţi sau nitraţi.Folosirea apelor minerale în bazinele de hidrokinetoterapie:

- pentru afecţiunile reumatice degenerative pot fi utilizate ape termale oligominerale (Băile Felix, Geoagiu Băi, Moneasa), apele termale sulfuroase cu diferite concentraţii şi compoziţii (Herculane, Mangalia, Călimăneşti, Căciulata, Govora), ape sărate concentrate (Ocna Sibiului, Sovata, Sărata Monteoru, Ocna Mureş, Târgu Ocna), ape minerale sărate cu concentraţie medie (Amara, Lacu Sărat, Balta Albă);

- pentru afecţiunile reumatice inflamatorii pot fi utilizate ape termale oligomonerale, ape sărate cu concentraţii medii şi ape sulfuroase.

1.3.4. Efecte psihologice

Influenţele psihologice sunt produse de posibilitatea pacienţilor de a executa în mediul acvatic mişcări care pe uscat nu ar fi posibile. Alegerea adâncimii apei pentru exerciţiile corective se face în funcţie de frica pacientului de apă, proporţia suportării greutăţii şi scopurile şedinţei de tratament.

Psihologia pacientuluiIntensitatea reacţiilor pacientului depind de gravitatea bolii şi în general de

starea sa de sănătate. Tipuri de manifestări:- Acceptarea deficienţei fizice ca o stare de boală. Pacientul manifestă

preocupare pentru folosirea programelor terapeutice şi îşi manifestă adeziunea pentru colaborarea cu specialistul.

- Neacceptarea deficienţei fizice ca pe o stare de boală. Pacientul nu manifestă interes pentru programele corective expunându-se la consecinţe periculoase.

Reacţii ale bolnavilor: depresie, anxietate, instalarea dependenţei de cei apropiaţi, comportament hiperexpresiv, izolare, agresivitate, pierderea respectului

23

de sine şi, în general, reacţii negativiste. Reacţiile pacientului sunt o urmare a imaginii sale corporale şi a modificărilor survenite în controlul motricităţii.

Frica de apăFrica de apă a unor pacienţi presupune adesea o muncă susţinută de

încurajare şi multă răbdare. Este recomandată folosirea unei veste chiar şi în apă mică pentru a oferi siguranţă. Pacientul ar trebui să înceapă la apa mai mică dacă afecţiunea îi permite. Kinetoterapeutul poate fi obligat să ofere pacientului asistenţă şi suport fizic printr-o mână de susţinere, mai ales până când bolnavul se simte confortabil în apă. Orice pacient care prezintă frică excesivă de apă nu trebuie obligat să desfăşoare programul de exerciţii acvatice.

Pentru a fi desfăşurat cu şanse de reuşită programul corectiv, pacienţilor li se va crea una din următoarele motivaţii:- impusă de kinetoterapeut – să i se reflecte pacientului o reuşită care îl aşteaptă

în viitor dacă execută programele de tratament;- impusă de grup – dacă în bazin mai sunt şi alţi pacienţi se face simţit spiritul de

emulaţie, care, în dese situaţii impune eforturi suplimentare;- resimţită de pacient – progresele zilnice şi imaginea finală a rezultatului se

manifestă ca un obiectiv posibil de realizat;- stimulentul – aprecierile verbale de genul „este bine”, „foarte bine” sau

„corect” mobilizează pacientul să continue efortul şi îi cresc speranţele.

Mijloacele psihice ce pot însoţi efortul pacienţilor în timpul programului de recuperare sunt:- Sugestia – denotă atitudinea kinetoterapeutului faţă de munca pacientului şi

contribuie la ridicarea moralului de refacere al acestuia. Aprecierea efortului depus şi a interesului manifestat de pacient, pe un ton cald şi calm, îi dă mai mult elan de lucru şi mai multe speranţe în reuşita refacerii.

- Autosugestia – are la bază voinţa de care trebuie să dea dovadă pacientul pentru învingerea limitelor sale de efort şi de refacere la care poate ajunge aproape zilnic. El trece peste senzaţiile neplăcute cu conştiinţa că fiecare prag depăşit este un pas înainte spre vindecare.

24