Θεωρία Αποσυμπίεσης: M-Values

[neokles]

Φοίβος: Τα παρακάτω μηνύματα αποσπάστηκαν σε ξεχωριστό θέμα από εδώ: Ομιλία-Δημόσια συζήτηση: 'Κρατώντας ένα DC μακριά από DCS'

Αρχικό μήνυμα απο Σώτος Χριστοδούλου

Θα ήθελα να συζητούσαμε λίγο την άποψή σου στο εξής:

Γενικά οι καταδύσεις με trimix όπου γίνεται χρήση ηλίου δηλαδή, κατά κοινή παραδοχή "σηκώνουν" μεγαλύτερη ανάγκη για εισαγωγή βαθμών συντηρητισμού από ότι οι καταδύσεις με αδρανές αέριο το άζωτο. Κατ' επέκταση αρκετοί δύτες χρησιμοποιούν χαμηλότερα GF low αλλά GF high όταν σχεδιάζουν καταδύσεις με ήλιο με την θεωρεία του buhlmann. Υπάρχει δηλαδή μια γενική αντίληψη πως η θεωρεία του Buhlmann είναι περισσότερο επιθετική για το ήλιο από ότι θα έπρεπε. Είναι γεγονός πως οι διάφορες M-Values τόσο για το άζωτο όσο και για το ήλιο έχουν τεκμηριωθεί από μελέτη σε ανθρώπους επομένως δεν έχω στοιχεία να τις αμφισβητίσω. Συμβαίνει όμως το εξής παράδοξο με τις M-Value του ηλίου σε σχέση με τις M-Value του αζώτου:

Ενώ το ήλιο έχει χαμηλότερη γενικά διαλυτότητα στα διάφορα βιολογικά υγρά που κυμαίνεται ανάλογα με το βιολογικό υγρό από 1,5 μέχρι και 3 (ή και περισσότερο) φορές πιό κάτω από εκείνη του αζώτου βλέπουμε ότι οι M-Values που καθορίζει η θεωρεία του buhlmann είναι μεγαλύτερες από εκείνες του ηλίου. Από απλές γνώσεις φυσικοχημείας θα έλεγε κανείς πως ένα αέριο που είναι λιγότερο διαλυτό έχει μεγαλύτερη τάση να δημιουργήσει αέρια φάση σε ένα διάλυμά του από ένα άλλο που είναι περισσότερο διαλυτό. Την άποψή σου...

Μα αμα δεν διαλυεται στους ιστούς τότε πως θα δημιουργήσει φυσαλίδες μέσα στους ιστούς; Λιγότερη διάλυση λιγότερη φόρτιση λιγότερες φυσαλίδες. Η όλη ιστορία με την θεωρία της αποσυμπίεσης δεν αρχίζει από το ότι τα αέρια διαλύονται στα υγρά όταν ασκηθεί πίεση; Αν δεν διαλυόντουσαν δεν θα είχαμε θέμα (βέβαια δεν θα είχαμε και ζωή αλλά αυτό είναι άλλο κεφάλαιο)

Ας μην πω άλλα γιατί με τα ήλια και τα τεχνικά είμαι παντελώς άσχετος

[fivos]

Αρχικό μήνυμα απο neokles

Ας μην πω άλλα γιατί με τα ήλια και τα τεχνικά είμαι παντελώς άσχετος

παρομοίως κι εγώ...
...αλλά το ίδιο σκέφτηκα, όπως το είπε κι ο Νεοκλής:

Αρχικό μήνυμα απο neokles

Μα αμα δεν διαλυεται στους ιστούς τότε πως θα δημιουργήσει φυσαλίδες μέσα στους ιστούς; Λιγότερη διάλυση λιγότερη φόρτιση λιγότερες φυσαλίδες.

Δηλ. μια και η έννοια του M-Value είναι "η μέγιστη επιτρεπτή (απόλυτη) μερική πίεση του αερίου στον ιστό", θεωρώ ότι είναι λογικό μέσα σ' αυτό το επιτρεπτή να λαμβάνεται υπ' όψιν ότι η ποσότητα του διαλυμένου ηλίου είναι μειωμένη κατά 1.5 με 3 φορές σε σχέση με το άζωτο.
Επομένως μπορούμε να του "επιτρέψουμε" μεγαλύτερη μερική πίεση ώσπου για να φτάσει στο όριο να δημιουργήσει (συμπτωματικές) φυσαλίδες.
Λογικό? ή τα έχω μπλέξει όλα στο μυαλό μου και δεν ξέρω τι λέω?

[neokles]

Για όσους δεν το πήραν πρέφα την κουβέντα την συνεχίζουμε εδώ. Αν και λίγο άτοπο που η κουβέντα αρχίζει με δυο ανθρώπους χωρίς ενασχόληση με την τεχνική κατάδυση, ελπίζω να βγεί ένα χρήσιμο συμπέρασμα

[Apollon]

To ήλιο διαλύεται λιγότερο στους ιστούς ή διαλύεται με πιο αργό ρυθμό απ' ότι το άζωτο; Αν συμβαίνει το δεύτερο, δηλ. το ήλιο διαλύεται με πιο αργό ρυθμό, τότε είναι λογικό να αποβάλλεται και με πιο αργό ρυθμό κατά την ανάδυση. Στην περίπτωση αυτή απαιτείται μεγαλύτερος χρόνος αποσυμπίεσης.

Αρχικό μήνυμα απο neokles

Φοίβος: Τα παρακάτω μηνύματα αποσπάστηκαν σε ξεχωριστό θέμα από εδώ: Ομιλία-Δημόσια συζήτηση: 'Κρατώντας ένα DC μακριά από DCS'




Μα αμα δεν διαλυεται στους ιστούς τότε πως θα δημιουργήσει φυσαλίδες μέσα στους ιστούς; Λιγότερη διάλυση λιγότερη φόρτιση λιγότερες φυσαλίδες. Η όλη ιστορία με την θεωρία της αποσυμπίεσης δεν αρχίζει από το ότι τα αέρια διαλύονται στα υγρά όταν ασκηθεί πίεση; Αν δεν διαλυόντουσαν δεν θα είχαμε θέμα (βέβαια δεν θα είχαμε και ζωή αλλά αυτό είναι άλλο κεφάλαιο)

Ας μην πω άλλα γιατί με τα ήλια και τα τεχνικά είμαι παντελώς άσχετος

[Σώτος Χριστοδούλου]

Μελετώντας τους πίνακες του Buhlmann έχει προκύψει μια απορία την οποία θα προσπαθήσω με απλά λόγια να διατυπώσω έτσι ώστε αν υπάρχει κανείς με κάποια περισσότερα στοιχεία να μας διαφωτίσει.

Ένα από τα αξιώματα της θεωρίας της αποσυμπίεσης είναι πως τα διάφορα ιστικά διαμερίσματα απορροφούν και αποβάλλουν αδρανή αέρια με ρυθμούς που καθορίζονται από τους χρόνους ημιζωής. Οι χρόνοι ημιζωής είναι σταθερές χαρακτηριστικές κάθε ιστικού διαμερίσματος και διαφέρουν ανάλογα με το αδρανές αέριο. Για να γίνει αυτό πιο κατανοητό θα πάρω σαν παράδειγμα το ιστικό διαμέρισμα υπ’ αριθμό 3 που για το άζωτο έχει χρόνο ημιζωής τα 12,5 λεπτά. Σύμφωνα με τη θεωρεία της αποσυμπίεσης η μέγιστη τάση σε αυτό το διαμέρισμα που μπορεί να γίνει ανεκτή στην επιφάνεια της θάλασσας (υψόμετρο 0) και που ονομάζεται Μ-value επιφανείας ή Μο, είναι 22msw (meters of sea water). Σύμφωνα με την ίδια θεωρεία η μέγιστη τιμή διαλυμένου αζώτου που μπορεί να ανεχτεί αυτό το διαμέρισμα αυξάνεται με το βάθος σύμφωνα με μια γραμμική συνάρτηση. Η ευθεία αρχίζει από το Μο και έχει κλίση 1,3847. Σε γραφική απεικόνιση οι μέγιστες τιμές M-values του ιστικού διαμερίσματος 3 είναι έτσι:



Οι αντίστοιχες M-values του ίδιου ιστικού διαμερίσματος για το ήλιο είναι μεγαλύτερες σε όλα τα βάθη. Αυτό στην κυριολεξία σημαίνει πως ο ιστός ανέχεται μεγαλύτερη τάση ηλίου από ότι άζωτο. Είναι δηλαδή περισσότερο ανεκτικός στο ήλιο από το άζωτο. Γραφικά αυτό μπορεί να απεικονιστεί με τις ευθείες των M-values των δύο αερίων (ήλιο και άζωτο) στην ίδια γραφική παράσταση. Στην πιο κάτω γραφική παράσταση απεικονίζεται αυτό ακριβώς το πράγμα. Η μία ευθεία είναι η ευθεία περιβαλλοντικής πίεσης.



Σύμφωνα με την ίδια θεωρεία η ταχύτητα απορρόφησης των αερίων από τα ιστικά διαμερίσματα είναι μεγαλύτερη για το ήλιο από ότι το άζωτο. Συγκεκριμένα για όλα τα διαμερίσματα οι χρόνοι ημιζωής του ηλίου είναι 2,65 φορές μικρότεροι από εκείνους του αζώτου. Ο αριθμός αυτός βγαίνει από την διαίρεση των τετραγωνικών ριζών των μοριακών βαρών των δύο μορίων που είναι 28 και 4 για άζωτο και ήλιο αντίστοιχα. Δηλαδή SQR(28)/SQR(4) = 2,646.

Επομένως το ήλιο απορροφάται και διαλύεται και άρα αποβάλλεται επίσης με μεγαλύτερη ταχύτητα από το άζωτο.

Το νέο στοιχείο που δημιουργεί την απορία είναι οι διαλυτότητες των δύο αερίων στα διάφορα βιολογικά υγρά που δείχνουν το ήλιο να είναι λιγότερο διαλυτό από το άζωτο. Αν όντως έχει μικρότερη διαλυτότητα από το άζωτο τότε πώς ερμηνεύεται το γεγονός ότι η θεωρεία της αποσυμπίεσης δίνει μεγαλύτερες τάσεις ανοχής για το ήλιο από ότι για το άζωτο? Αυτή είναι η απορία μου.

Για να το εκφράσω και με αριθμητικό παράδειγμα θεωρώ το εξής σενάριο. Έχουμε ένα δύτη με μίγμα 10% οξυγόνο και 90% άζωτο. Αυτός ο δύτης κατεβαίνει στα 40 μέτρα και μένει για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε το ιστικό διαμέρισμα που χρησιμοποίησα στο πιο πάνω παράδειγμα, το 3 δηλαδή, να κορεστεί σε άζωτο. Θα έχει δηλαδή τάση ιστού ίση με την πίεση εισπνοής του αζώτου (αξίωμα της steady state ή equilibrium) που θα είναι και ίσο με 45 msw. Το ceiling που δημιουργείται για το συγκεκριμένο ιστικό διαμέρισμα δίνεται από τις καμπύλες των M-values και είναι ίσο με 17 μέτρα.

Ας κάνουμε τώρα και τους ίδιους υπολογισμούς για μίγμα 10% οξυγόνο και 90% ήλιο ώστε να φτάσουμε πάλι σε κορεσμό στα 40 μέτρα. Το ceiling που προκύπτει κάνοντας τους υπολογισμούς είναι τα 12 μέτρα.

Εμφανίζεται δηλαδή μια μεγαλύτερη ανοχή στο ήλιο από ότι στο άζωτο. Το γεγονός αυτό ίσως να έρχεται σε αντίθεση με το γεγονός ότι το ήλιο είναι γενικά λιγότερο διαλυτό από το άζωτο και άρα σε κατάσταση υπερκορεσμού να έχει την τάση σχηματισμού φυσαλίδων με μεγαλύτερη ευκολία από το άζωτο. Τείνει δηλαδή να φύγει από την κατάσταση διαλύματος και να σχηματίσει αέρια φάση. Ο διαχωρισμός των φάσεων είναι ένα πολύ γνωστό αξίωμα σε υπέρκορα διαλύματα. Όσο πιο μικρή είναι η διαλυτότητα του διαλυμένου σώματος στον διαλύτη τόσο πιο εύκολα γίνεται ο διαχωρισμός των φάσεων.

Γνωρίζω ότι όλα αυτά είναι ιδιαίτερα τεχνικά και ίσως δύσκολα να γίνουν κατανοητά από τους περισσότερους δύτες. Προσπάθησα σε λίγο χρόνο να εξηγήσω την απορία μου. Ίσως αν είχαμε περισσότερο χρόνο και πιο άμεση επικοινωνία να μπορούσαμε να το εξηγήσουμε καλύτερα. Θα εκτιμούσα οποιαδήποτε άποψη ή σκέψη πάνω στο θέμα.

Nitrogen M values for tc 3.jpg

m values comparison.jpg

[eye love scuba]

Μήπως τελικά η ταχύτητα και όχι η διαλυτότητα είναι αυτή που καθορίζει την ανοχή υπερκορεσμού?

http://www.tek-dive.com/portal/upload/deep.pdf

[GKAM]

Παιδιά, άλλο πράγμα είναι η διαλυτότητα (solubility) και διαφορετικό η διάχυση (difusability) ή η ταχύτητα αυτής. Το ήλιο είναι λιγότερο διαλυτό σε σχέση με το άζωτο, αλλά διαχέεται γρηγορότερα. Το αποτέλεσμα είναι να σχηματίζει φυσαλίδες πολύ ταχύτερα από ότι το άζωτο, για τις ίδιες συγκεντρώσεις.

Σώτο, δεν είμαι σίγουρος για το δεύτερο αποτέλεσμα στους υπολογισμούς σου… Μπορείς να εξηγήσεις τι τιμές θεώρησες για το ήλιο; Σύμφωνα με την κλασσική εφαρμογή του Buhlmann, οι τιμές a και b είναι χαμηλότερες για το ήλιο.

Compartment	Half-time N2	N2 a Value	N2 b Value	Half-time He	He a Value	He b Value
3	12,5	0,8618	0,7222	4,7	11,925	0,5446

και για την ανάδυση : Pamb.tol = (Pcomp - a) x b

Νομίζω πως την απάντηση θα την βρεις την παράγραφο 2.4.7 σε αυτό το κείμενο : CALCULATION OF DECOMPRESSION SCHEDULES FOR NITROGEN-OXYGEN AND HELIUM-OXYGEN DIVES

Δεν βλέπω την λογική να συγκρίνεις τον ίδιο ιστό με ήλιο και άζωτο καθώς δεν γνωρίζεις αν είναι ο «ιστός οδηγός» (controlling tissue) στον υπολογισμό της ανάδυσης. Συνεπώς μπορεί να μην είναι αυτός που ορίζει το σημείο της πρώτης στάσης.

Επίσης, θεωρώ σκόπιμο να αναφέρουμε πως αυτοί οι υπολογισμοί είναι υπερβολικά απλοποιημένοι και δεν λαμβάνουν υπόψη τους μια πληθώρα παραμέτρων. Αν υπάρχει ένα πράγμα που ΔΕΝ είναι απόλυτο και πλήρως κατανοητό στην κατάδυση, αυτό είναι οι μηχανισμοί αποσυμπίεσης. Υπάρχουν μόνο προτάσεις (μοντέλα).

Αν τα πράγματα ήταν τόσο απλά, προφανώς θα κάναμε άλλη δουλειά και θα ήμασταν ζάμπλουτοι...

/GKAM

[GKAM]

Αρχικό μήνυμα απο eye love scuba

Μήπως τελικά η ταχύτητα και όχι η διαλυτότητα είναι αυτή που καθορίζει την ανοχή υπερκορεσμού?

http://www.tek-dive.com/portal/upload/deep.pdf

[Σώτος Χριστοδούλου]

Αρχικό μήνυμα απο eye love scuba

Μήπως τελικά η ταχύτητα και όχι η διαλυτότητα είναι αυτή που καθορίζει την ανοχή υπερκορεσμού?

http://www.tek-dive.com/portal/upload/deep.pdf

Doc, σαφώς και η ταχύτητα διάχυσης ή ο ρυθμός απορρόφησης / αποβολής είναι ένας πάρα πολύ σημαντικός παράγοντας στην όλη υπόθεση.

Θα έλεγα όμως πως η ταχύτητα δεν επηρεάζει την ανεκτικότητα του ιστικού διαμέρίσματος per se (αν την δούμε τελικά σαν τέτοια που ίσως να μην είναι καν), αλλά οδηγεί για δεδομένο χρόνο έκθεσης σε ήλιο συγκριτικά με το άζωτο σε μεγαλύτερη φόρτιση των αργότερων ιστών για την περίπτωση του ηλίου. Οι αργότεροι ιστοί έχουν ταυτόχρονα και πιό χαμηλές M values από τους γρηγορότερους και επομένως το συνολικό ceiling είναι βαθύτερο για το ήλιο παρά για το άζωτο.

GKAM είναι μαθηματικά μοντέλα όπως είπες. Στην περίπτωση του ηλίου δεν έχω κάνει λάθος. Απλώς για χάρη σύγκρισης θεωρώ πως ο δύτης με την έναρξη της βουτιάς του, ή πριν την κατάδυση δεν έχει καθόλου άζωτο στο σώμα του. Κάνει δηλαδή pre-breathing με heliox για αρκετές ημέρες ώστε να κορεστούν οι ιστοί του με ήλιο αντί για άζωτο. Αυτό το κάνω για να έχουμε σύγκριση μόνο των δύο αερίων. Η συνολική εικόνα όλων τω ν ιστών ωστόσο δίνει βαθύτερα ceiling για το ήλιο (πιό αργοί ιστοί γίνονται οι περιοριστικοί).

Τελικά ο τρόπος που αντιμετοπίζει (μάλλον) ο Buhlmann το θέμα της μικρότερης διαλυτότητας του ηλίου είναι μέσω μετακίνησης του περιοριστρικού διαμερίσματος προς τα αργότερα διαμερίσματα (επειδή φορτίζονται πιό γρήγορα σε σύγκριση με το άζωτο). Αν ο χρόνος δηλαδή είναι τέτοιος που η υπολογεισθήσα τάση για το άζωτο σε ένα διαμέρισμα να μην ξεπερνά τα M values του αζώτου τότε τα m values του ηλίου στο ίδιο διαμέρισμα θα ξεπεράσουν λόγω του ότι ο χρόνος έκθεσης ήταν αρκετός για να συμβεί αυτό.


Ευχαριστώ και τους δύο για τις σκέψεις / απαντήσεις.