צלילה חופשית

צלילה חופשית (באנגלית: Freediving; שמו המקצועי של הספורט - Apnea, מיוונית: A-Pnoia, מילולית: ללא נשימה) היא צלילה ללא שימוש באמצעי עזר לנשימה (כלומר אחסון האוויר הוא בריאות בלבד). אולם, לעיתים קרובות נעזרים הצוללים בציוד צלילה נוסף כגון סנפירים, מסיכה, משקולות ושנורקל. הצולל שואף אוויר מלוא ריאותיו ויורד לעומק המים למשך זמן ממושך ככל האפשר.

ספורט זה גם נחשב כספורט אתגרי, כאשר הצוללים המשתתפים בו מנסים להגיע לעומקים ומרחקים גדולים בצלילה יחידה אשר תימשך זמן רב ככל הניתן. הישג השיא בצלילה חופשית עומד כיום (2018) על הגעה לעומק של 253 מטרים (נקבע על ידי Herbert Nitsch) וזמן עצירת נשימה סטטית של 11:54 דקות (נקבע על ידי Branko Petrović).^[1]

בניגוד לאינטואיציה הראשונית ספורט זה בטוח יותר מצלילה בעזרת עזרי נשימה, וניתן לצלול בצלילה חופשית לעומק רב יותר מאשר בצלילה בעזרת מכלי אוויר דחוס. הסכנה הגדולה ביותר בספורט זה היא אובדן הכרה מתחת לפני המים.

לאנשים מסוימים צלילה חופשית היא דרך ליהנות ממעמקי הים ללא צורך בציוד צלילה מסורבל, כבד ולא נוח; אחרים רואים בצלילה חופשית ספורט אתגרי שהייחודיות בו היא השלווה העמוקה והשקט המנוגדים לכל סוגי הספורט האתגרי; ויש מי שמשתמש בצלילה חופשית ככלי לצייד תת-מימי.

סגנונות בצלילה חופשית

קיימים שבעה סגנונות עיקריים בצלילה חופשית. החלוקה לסגנונות מיועדת להבדלה של סוגי הצלילה בתחרויות ובאירועים רשמיים ואינה מחייבת מחוצה להם:

משקולות קבועות (CWT- Constant Weight) - זהו סגנון הצלילה הנפוץ ביותר בעולם כיום. בסגנון זה כמות המשקולות אותן נושא עמו הצולל קבועה למשך כל זמן הצלילה. לצולל מותר להיעזר בסנפירים או במונופין. נכון לפברואר 2024, שיא העולם בסגנון זה בשימוש במונופין הוא 136 מטר. כאשר הצולל נעזר בזוג סנפירים הסימון הוא (CTWB (Constant Weight Bi-fins^[2].
ללא עזרים (CNF - Constant Weight No Fins, Unassisted) - בסגנון זה הצולל אינו רשאי להשתמש בציוד עזר (כגון סנפירים או חבל) על מנת להעמיק או לעלות חזרה לפני המים. גם בסגנון זה תקף עקרון המשקולות הקבועות.
עצירת נשימה דינמית (DYN - Dynamic Apnea) - בסגנון זה על הצולל לעבור את המרחק (האופקי) הגדול ביותר מתחת למים בנשימה אחת תוך שימת דגש על כך שאף חלק בגופו לא יצא מהמים עד לסיום הצלילה. הצולל יכול להיעזר בסנפירים ומשקולות כשעקרון המשקולות הקבועות תקף גם לסגנון זה. כאשר הצולל נעזר בזוג סנפירים הסימון הוא (DYNB (Dynamic Apnea Bi-fins. קיים גם סגנון בו חל איסור על השימוש בסנפירים על מנת לעבור את המרחק האופקי הגדול ביותר מתחת לפני המים, וסימנו (DNF (Dynamic Apnea No fins.
צלילה חופשית (FIM - Free Immersion) - בסגנון זה נעזר הצולל אך ורק במשיכה בחבל או בכוח רגליו על מנת להעמיק ולעלות חזרה לפני המים. גם בסגנון זה תקף עקרון המשקולות הקבועות.
משקולות משתנות (VWT - Variable Weight) - בסגנון זה משתמש הצולל במשקולת (השוקלת עד שליש ממשקל גופו) על מנת להעמיק ועוזב אותה בהגיעו לעומק הרצוי. את העלייה חזרה לפני המים מבצע הצולל בעזרת סנפירים או משיכה בחבל.
ללא הגבלה (NLT - No Limit) - בסגנון זה משתמש הצולל במשקולת (ללא הגבלת משקל) על מנת להעמיק ועוזב אותה בעומק הרצוי. את העלייה חזרה לפני המים מבצע הצולל בעזרת שיטה לבחירתו (מצוף ממולא אוויר, וסט מתנפח וכ'). חשוב לציין כי סגנון זה אינו נחשב כסגנון רשמי באף התאחדות לצלילה חופשית מפאת הסכנה העצומה הכרוכה בביצוע צלילות בסגנון זה, עם זאת, הצלילות בסגנון זה הן אלו שמגיעות לכותרות מכיוון שכך מתבצעות הצלילות לעומקים הגדולים ביותר.
עצירת נשימה סטטית (STA - Static Apnea) - בסגנון זה על הצולל לעצור את נשימתו לזמן ארוך ככל האפשר כשפניו מתחת לפני המים. זהו סגנון תחרותי בלבד.

ציוד בסיסי לצלילה חופשית

שנורקל - השנורקל (קנה) הוא צינור חלול עשוי גומי, סיליקון או פלסטיק המשמש כהארכה של קנה הנשימה. השנורקל מאפשר לצולל לנשום בחופשיות בזמן שפניו נמצאות בתוך המים. הפיה מוכנסת לתוך הפה בזמן שהקצה נמצא מחוץ לפני המים, הצינור עצמו מחובר לרצועת המסיכה בעזרת תופסן או גומייה בצורת '8'. לצלילה חופשית מומלץ להשתמש בשנורקל שעשוי מגומי או מסיליקון גמיש במיוחד - שנורקל כזה ניתן לקפל בקלות ולהחזיק בכף היד בזמן הצלילה וכך למזער את ההתנגדות למים. לעיתים מים חודרים לגוף השנורקל. כדי לרוקן את המים מהשנורקל, על הצולל לנשוף בחוזקה מפיו - פעולה זו דוחפת את המים בצינור כלפי מעלה ומותירה אותו נקי ממים.

מסיכה - המסיכה מאפשרת לצולל החופשי לראות בבירור את סביבתו התת-מימית על ידי יצירת חלל אוויר בין עיניו והמים. מסיכה לצלילה חופשית מוכרחה להיות בעלת חלל אף כדי שניתן יהיה להשוות לחצים בחלל המסיכה (ראה השוואת לחצים). מסיכת נפח נמוך מומלצת לצלילה חופשית מכיוון שיש צורך בפחות אוויר כדי להשוות את הלחצים במסיכה כזו. ניתן להבדיל בין מסיכת נפח נמוך למסיכות אחרות על ידי המרחק בין חלל האף והעדשות - ככל שנפח המסיכה נמוך יותר כך נמצא קצה חלל האף רחוק יותר מעדשות המסיכה. לעיתים מים חודרים לתוך המסיכה, כדי לרוקן את המים מבלי להוריד את המסיכה, על הצולל ללחוץ בחוזקה על החלק העליון של מסגרת המסיכה בעזרת שתי אצבעות ולנשוף בחוזקה מהאף תוך כדי מבט והטיית הראש כלפי מעלה.
סנפירים - הסנפירים מהווים הארכה של רגלי הצולל החופשי. סנפירים לצלילה חופשית ארוכים וקשים יותר מסנפירי שחייה או סנפירי צלילה, משום שעליהם לדחוף מים ביעילות רבה יותר. סנפירי צלילה חופשית עשויים מפולימר (פלסטיק), פיברגלס או סיבי פחמן.
חליפה - חליפה לצלילה חופשית עשויה מנאופרן מסוג "אופן סל" ומהווה את עורו השני של הצולל החופשי. היא שומרת על חום גופו במים. חליפות לצלילת מכלים אינן מתאימות לצלילה חופשית מכיוון שתחלופת המים בהן גבוהה יחסית, דבר אשר אינו מזיק כשהגוף נמצא בתנועה מתמדת, כך מתחממים המים בחליפה - אך צולל חופשי משתדל לזוז כמה שפחות בין הצלילות ולכן נחוץ בידוד טוב יותר.
משקולות וחגורת משקולות - חגורת המשקולות נושאת את המשקולות הנחוצות כדי לנגוד את הציפה החיובית של חליפת הצלילה. מקובל לווסת את כמות המשקולות כך שבעומק של 10- מטרים הצולל החופשי נייטרלי (אינו צף ואינו שוקע). על חגורת משקולות לצלילה חופשית להיות עשויה מגומי. חגורות ניילון, אשר נפוצות מאוד בקרב צוללי SCUBA נוטות להסתובב ולזוז על גופו של הצולל החופשי בזמן ההעמקה, דבר אשר עלול להוביל לאיבוד שיווי משקל וריכוז. חגורות גומי נצמדות לגוף הצולל ואינן זזות במהלך ההעמקה. את חגורת המשקולות לובשים על המותן (ולא על הבטן) כדי לא להגביל את הנשימה.
גרבי צלילה - גרבי הצלילה מקלים על החיכוך בין כף רגלו של הצולל החופשי לבין הנעל (המאוד לא נוחה בדרך כלל) של סנפיר הצלילה החופשית. הגרביים גם מונעים התכווצויות שרירים בכף הרגל על ידי שמירת חומה. ידוע כי גריבת גרביים יחד עם הסנפירים גורמת לאיבוד של חלק מהאנרגיה בין כף הרגל לסנפיר, עם זאת אובדן זה אינו משמעותי ורוב הצוללים החופשיים משתמשים בגרביים יחד עם הסנפירים. מומלץ להשתמש בגרביים מ-"Open Cell" (סוג של נאופרן שנצמד לעור ומגביל מאוד את מעבר המים בין העור לנאופרן) - דבר שיאפשר לרגל להישאר חמה לזמן ממושך יותר מבלי צורך להזיזה כדי ליצור חום.

פיזיולוגיה בסיסית בצלילה חופשית

רפלקס הצלילה

כשפני האדם נוגעות במים מופעל רפלקס הצלילה. רפלקס הצלילה קיים אצל כל היונקים ואצל יונקים ימיים במיוחד. רפלקס זה מכניס את הגוף למצב של חיסכון בחמצן על מנת להעלות את כמות הזמן אותה ניתן לבלות מתחת לפני המים. ההשפעות של רפלקס זה גדולות יותר במים קרים מאשר במים חמים והוא משפיע על 3 תהליכים בגוף:

ברדיקרדיה - האטה בקצב הלב (של עד חמישים אחוזים בבני אדם).
היצרות של כלי הדם הפריפריאליים - הגבלה עד הפסקת זרימת הדם לחלקים החיצוניים של הגוף כדי לשמר דם וחמצן לאיברים החיוניים ולמוח בפרט.
העתקת דם - הזרמת פלאסמה (נוזל הדם) לחלל בית החזה (בין הסרעפת לצוואר) כדי למנוע קריסה של הריאות תחת לחץ גבוה בצלילות עמוקות.
התכווצות הטחול - הטחול מתכווץ בתגובה להורדת רמות החמצן והרמות מוגברות של פחמן דו-חמצני, בשחרור תאי דם אדומים והגברת קיבולת החמצן של הדם^[3].

לחץ

לסביבה התת-מימית מאפיינים פיזיים וכימיים שונים מאוד מאלו המוכרים לנו מהסביבה בה אנו חיים מעל פני המים. המים צפופים יותר מאוויר ובעלי השלכות שונות על גוף הצולל החופשי. הגורם הדורש את ההתייחסות הרבה ביותר הוא לחץ. כל צלילה חושפת את גופו של הצולל החופשי לשינויי לחץ יחסיים לעומק. שינויים אלו בלחץ מחייבים פיתוח אסטרטגיות התנהגותיות שונות. פיזיקלית, נוזלים כמעט בלתי ניתנים לדחיסה בזמן שגזים ניתן לדחוס בקלות. גופינו מורכב מכ-70% מים. 30% הנותרים הם מוצקים (גם בלתי ניתנים לדחיסה) או חללים המכילים גז אשר חשופים ומגיבים לשינויי הלחץ בזמן הצלילה. לחץ עז מורגש באזורים ה'ריקים' של גופינו והציוד שלנו כשאלו חשופים לשינויי לחץ. משמע כי עלינו להשוות את הלחץ באוזניים, ריאות ובמסיכה (ראה השוואת לחצים).

בפיזיקה, לחץ מים הוא תוצאה של הפעלת כוח כלפי מטה מפני השטח, ונתון כ:

P = F/S = 1kg/1cm² = 1 ATM = 1.013 Bar = MILLIBAR 1013 = 760mmHG

לחץ אטמוספירי, הידרוסטטי ואבסולוטי

בהקשר לצלילה חשוב להגדיר למה הכוונה ב:

(ATM) לחץ אטמוספירי

הלחץ הנובע ממשקלו של עמוד אוויר בגובה 10,000מ' (גובה האטמוספירה המקיפה את כדור הארץ) על סנטימטר מרובע בגובה פני הים.

(ATU) לחץ הידרוסטאטי

הלחץ הנובע מגובהו של עמוד מים על כל סנטימטר מרובע של גוף מתחת לפני המים. כל 10מ' של עומק שווים לאטמוספירה (ATM) אחת.

(ATA) לחץ הסביבה

נקרא גם לחץ אבסולוטי, הוא סכום הלחץ האטמוספירי בגובה פני הים (תמיד 1ATM) והלחץ ההידרוסטאטי אשר משתנה ב 1ATM כל 10מ' של עומק.

חוק בויל

חוק בויל קובע כי קיים יחס הפוך בין נפחו של גז בטמפרטורה קבועה ללחץ המופעל עליו. מכאן ניתן להסיק כי במהלך צלילה חופשית, נפח ריאותיו של הצולל החופשי קטן ביחס ללחץ הסביבה המופעל עליהן. בעומק של 50- מטרים נפח ריאותיו של הצולל החופשי יהווה שישית מנפחן בגובה פני הים. במשך שנים רבות סברו כי הריאות יקרסו אל תוך עצמן בעומק מסוים. מחקרים בעשורים האחרונים הוכיחו^[^{דרוש מקור]} כי בזמן צלילה חופשית פלאסמת הדם (נוזל הדם) מוזרם אל חלל בית החזה, תופס את מקומו של האוויר הדחוס ובכך מונע את קריסתן של הריאות.

היפרוונטילציה ועלפון מים רדודים

ערך מורחב – עלפון מים רדודים

במשך שנים רבות היה מקובל לחשוב שהיפרוונטילציה (התנשמות יתר) לפני צלילה חופשית משפרת את יכולותיו של הצולל החופשי ומאפשרת לו להישאר מתחת לפני המים לזמן ממושך יותר. סברה זו הוכחה כבלתי נכונה לחלוטין וכמסוכנת ביותר. מה שבאמת קורה בזמן התנשמות יתר הוא כדלהלן; קולטנים כימיים בתוך מערכת הנשימה שלנו מודדים את רמת החומציות של הדם (חמצת), אשר מושפעת ישירות מריכוז הפחמן הדו-חמצני בדם, ומיידעים את המוח על רמה גבוהה של CO2 (פחמן דו-חמצני) אשר נוצר ומתמוסס בפלאסמת הדם (נוזל הדם) כתוצאה מתהליך צריכת החמצן בגוף.

כאשר רמת הCO2 חורגת מעל לגבול מסוים מתחיל גירוי נשימה אשר בסופו של דבר כופה עלינו להמשיך לנשום. בזמן התנשמות יתר אנו מורידים את רמת הCO2 בגוף אבל משאירים את רמת החמצן כשהייתה לולא ביצענו התנשמות יתר (21% בנפח), כמו כן אנו גורמים להתכווצויות שרירים מרובות בזמן התנשמות היתר ולזרימת דם ערה יותר אל השרירים - בזבוז חמצן יקר, כמו כן, התכווצות יתר גורמת להאצה של קצב הלב, המהווה קטליזטור עבור קצב חילוף החומרים בגוף. כאשר אנו צוללים, איננו מרגישים את הצורך לנשום כל כך מהר מכיוון, כמו שכבר נאמר, שרמת הCO2 נמוכה ואיננו מרגישים צורך לנשום. כאשר מתחילים להרגיש את הצורך לנשום, רמת החמצן בגוף קרובה לרמה הקריטית בה הגוף מכבה את עצמו (מתעלף) על מנת לשמר חמצן לאברים החיוניים ביותר - המוח והלב. איננו מרגישים בשום דבר חריג אך בזמן העלייה חזרה לפני המים, בייחוד בעשרת המטרים האחרונים (בהם הפרשי הלחץ הם הגדולים ביותר), ללא כל אזהרה מוקדמת, גופינו עלול להיכנס למצב של:

עלפון מים רדודים - איבוד הכרה במים רדודים ללא קשר לעומק הצלילה. באנגלית 'Shallow Water Blackout' או 'SWB'. תופעה זו מתרחשת עקב נפילה קיצונית של הלחץ החלקי של החמצן בריאות לקראת סיום הצלילה במים רדודים.

אובדן שליטה מוטורית - מכונה גם 'סמבה' בגלל העוויתות הבלתי רצוניות של גוף הצולל במצב זה. באנגלית 'Loss of Motor Control', 'LMC' או 'Samba'. תופעה זו מתרחשת עקב מחסור בחמצן במוח בסיום הצלילה, מעל פני המים, ואיננה קשורה באופן ישיר לעלפון מים רדודים.
צוללים חופשיים מיומנים לומדים במסגרת הכשרתם להאזין לגופם, לבצע הכנה מתאימה לפני צלילותיהם, ולמעשה למזער כמעט לחלוטין את הסבירות להתרחשות של מצבים אלו. עם זאת, פעילות הצלילה החופשית מתרחשת בדרך כלל בים פתוח, המהווה סביבה בלתי צפויה בעלת משתנים אותם לא תמיד ניתן לקחת בחשבון. על כן צוללים חופשיים צוללים תמיד בזוגות, על מנת לאפשר קבלת סיוע במקרה חרום במים.

הבלתי נודע

בשנים האחרונות חלה התקדמות רבה בתחום המדעי של הבנת השפעות הצלילה החופשית על גוף האדם, עם זאת עדיין קימות אי ודאויות רבות ותופעות פיזיולוגיות אשר עדיין איננו מבינים את טיבן.

"אנחנו נמצאים רק בתחילתה של דרך מסתורית ומרתקת: איננו יודעים את כיוונה או את יעדה, אבל עלינו לצעוד בה בכל זאת. עם זאת זה ייקח זמן, זמן רב."

— ד"ר לוקה טורצ'לו, מתוך המדריך לצלילה חופשית של אומברטו פליצרי.

תאונות מפורסמות

ניקולס מבולי, צולל מניו יורק, מת ב-17 בנובמבר 2013 לאחר שאיבד את הכרתו כשעלה מצלילה של 3 דקות ו-38 שניות לעומק של 72 מטר במהלך ניסיון שיא רשמי באירוע ללא עזרים (CNF). הוא הגיע בעבר לעומקים גדולים יותר ולזמנים ארוכים יותר בסגנונות אחרים^[4] .

צוללים מפורסמים

נטליה מולצ'נובה רוסיה רוסיה - המעוטרת ביותר בהיסטוריה עם 22 מדליות זהב באליפויות עולם ו-40 שיאי עולם.
אודרי מסטרה צרפת צרפת - צוללת חופשית מקצוענית, שהגיעה לעומק 171 מטר בניסיון לשבור שיא בצלילה חופשית.
אלסיה זקיני איטליה איטליה - צוללת חופשית מקצוענית, קבעה 37 שיאי עולם.