Héliový ventil v potápačských hodinkách – načo slúži a je vlastne potrebný?

Héliový ventil patrí k jedným z najtajomnejších súčastí hodiniek. Čo vlastne o ňom vieme? Na čo slúži? Kde sa vôbec v hodinkách z ničoho nič zoberie hélium a prečo je ho potrebné z púzdra vypustiť? Toľko otázok o takej malej súčiastke (v skutočnosti súbore súčiastok). V nasledujúcich riadkoch sa vám na ne pokúsime dať odpoveď.

Pred samotnými odpoveďami si povedzme, čo hélium je. Mnohí z vás vedia, že hélium dokáže vyvolať záchvaty smiechu, keď sa ho niekto nadýcha a vzápätí má chuť ukázať, ako mu tento vzácny plyn na nepoznanie zmenil hlas. Už menej sa vie, že hélium je bezfarebný plyn, bez chuti, zápachu a ochoty zlučovať sa s inými prvkami. Na rozdiel napríklad od Slnka, sa na Zemi vyskytuje zriedka, no aj to stačí na to, aby sa molekuly hélia pri svojej veľmi malej veľkosti nedostali všade – aj do vnútra púzdra hodiniek.

O tom, že hélium môže v hodinkách narobiť šarapatu sa potápači začali presviedčať v 50. rokoch minulého storočia, kedy sa na trhu postupne objavovali hodinky s vodeodolnosťou, ktorá dovoľovala absolvovať s nimi ponory do väčších hĺbok. Kým väčšina rekreačných potápačov sa neponorí hlbšie než do dvadsať metrov, čo je dané výrazným úbytkom svetla vo väčších hĺbkach a tiež najväčším výskytom zaujímavých vecí na pozorovanie, profesionálom táto hĺbka slúži iba na rozcvičku.

Pri náročnejších ponoroch sa vzduch spotrebúva výrazne rýchlejšie, a čím hlbšie sa človek ponorí, tým väčšie je riziko absorpcie dusíka do tkanív (dusíková narkóza) a vzniku dekompresnej (kesónovej) choroby. Aj z tohto dôvodu sú ponory pod 20 metrov pomerne krátke a pri vynáraní z hĺbky 30 metrov je potrebná bezpečnostná dekompresná zastávka v trvaní piatich minút.

V polovici 20. storočia testovali profesionálni potápači limity ľudského tela extrémnymi ponormi do hĺbky viac než 250 metrov. Pri neznalosti správania sa hélia v organizme to malo často nešťastné dôsledky vrátane smrteľných nehôd, demencie, psychických porúch, rednutia kostí alebo predčasného starnutia.

Profesionálni potápači – väčšinou ide o rôznych špecializovaných pracovníkov a banských prieskumníkov – sú často označovaní ako saturační potápači. Vedci totiž zistili, že dekompresná choroba nevzniká pri ponáraní, ale naopak počas vynárania, kedy v tele dochádza v dôsledku znižujúceho sa tlaku vody k rozpínaniu inertných (nezlučujúcich sa) plynov. Typickými zástupcami inertných plynov sú práve dusík a hélium.

V dýchacích zmesiach profesionálov nazývaných Heliox, prípadne Trimix, je zámerne znížené množstvo kyslíka a problematický dusík je nahradený práve héliom. Keby mali vo fľašiach čistý vzduch, v hĺbke 90 metrov by to v dôsledku parciálneho tlaku kyslíka na úrovni dvoch atmosfér znamenalo jasnú smrť. V podstate to znamená, že všetky tkanivá v tele sú pri dýchaní Helioxu nasýtené héliom, pričom tento stav je možné prirovnať k natlakovanej fľaši šampanského. To síce zabraňuje nástupu dusíkovej narkózy, ale zároveň nemá nijaký vplyv na prípadný vznik dekompresnej choroby.

K stavom potápačov, ktorí zanedbali dekompresné zastávky, by sme mohli popísať celé stohy papiera, od fyziologických procesov ale radšej prejdeme k hodinkám a rovno zodpovieme otázku, ako sa hélium dostane do zdanlivo hermeticky zavretého púzdra. Nie, z vody to nebude. Do hodiniek hélium vniká napríklad pri pobytoch v takzvaných habitatoch, čo sú priestory pod vodnou hladinou, kde saturační potápači trávia čas mimo pracovných výkonov. Využívaním habitatov naplnených plynnou zmesou hélia sa šetria náklady – potápač sa tak po každom výkone nemusí vynárať na povrch. Namiesto toho v nich zotrváva často aj týždeň a počas tejto doby hélium preniká to útrob hodiniek.

Výrobcovia hodiniek si problémov spojených s rozpínaním hélia všimli na základe vytláčania sklíčok. Tie sú do púzdier väčšinou vkladané pod istým tlakom. Ak sa tlak hélia v púzdre, ktoré bolo héliom nasycované počas niekoľkých dní alebo týždňov za relatívne krátku dobu vynorenia zvýši nad určitú hodnotu, sklíčko jednoducho povolí a z púzdra sa uvoľní. Inžinieri mali preto pred sebou úlohu – dostať hélium z hodiniek bez toho, aby sa museli otvárať. Ako najjednoduchšie riešenie sa ukázalo zabudovanie jednosmerného ventilu, a to buď manuálneho, alebo automatického, ktorý sa pri istom vnútornom tlaku otvorí a hélium nárazovo vypustí.

Ako takmer každý vynález, aj héliový ventil má slabinu. Tou je riziko (malé, ale existuje) vniknutia vody do púzdra v čase, keď je ventil otvorený. Podaktoré firmy zaoberajúce sa výrobou potápačských modelov preto dospeli k názoru, že hoci je héliový ventil užitočný, v rámci zabezpečenia hodiniek proti vode, by bolo dobré zaobísť sa bez neho. Príkladom je Omega a jej historické potápky Ploprof, ktorých sklíčko bolo pevne spojené s púzdrom vyfrézovaným z jedného kusu ocele. Keďže sklíčko nemohlo byť vytlačené a pre hélium nebola iná cesta, akou by sa mohlo náhle uvoľniť, postupne, ako unikalo (nezabúdajte, molekuly sú malé – prejdú aj tadiaľ, kadiaľ neprejde vzduch ani voda), sa jeho tlak vnútri púzdra ustálil. Jedinou nevýhodou bolo, že kým sa tak stalo, bola ovplyvnená presnosť strojčeka.

Má teda héliový ventil reálny prínos? Odpoveď je áno aj nie. V dnešnej dobe, kedy sa na hĺbkové činnosti používajú vo zvýšenej miere roboty, je význam héliových ventilov prinajmenšom diskutabilný. Cena týchto komponentov je však nízka, čo nahráva hodinárskym značkám, aby ho zo sentimentu alebo pre navodenie zvýšenej odolnosti hodiniek voči vode naďalej integrovali do púzdier. Reálne využitie vidíme prakticky iba v službách saturačných potápačov. Niečo podobné však možno povedať aj o hodinkách s vodeodolnosťou vyššou než 200M. Veď kto z nás sa ponorí do hĺbok, kam nepreniká takmer žiadne svetlo? Napriek všetkému, tieto hodinky sa stále vyrábajú a veľmi dobre sa predávajú. Dôvod je prostý – zákazníci ich chcú.

Zdroj: Wikipedia.org, Rolex, Omega