Teoria dekompresji

Nurkowanie rekreacyjne przeżywa obecnie prawdziwy rozkwit — nurkuje coraz więcej osób, zaczynając od dzieci, a kończąc na seniorach. Nurkujemy coraz głębiej; umożliwił to rozwój nurkowań technicznych. Wszystko to spowodowało rozwój teorii dotyczących dekompresji. Procesy przebiegające w organizmie człowieka podczas zanurzania, jak i wynurzania, są na tyle skomplikowane, że ich poprawne matematyczne opisanie natrafia na ogromne problemy — nie ma obecnie modelu dekompresyjnego w pełni zgodnego z procesami fizjologicznymi. Nurkowania prowadzone obecnie to nie tylko nurkowania na mieszance oddechowej, jaką jest powietrze, ale również nurkowania nitroksowe i trimixowe. Teoria dekompresji musi więc uwzględniać wpływ na nasz organizm nie tylko tlenu i azotu, ale również helu.

Warto również skorzystać ze starych, sprawdzonych metod, czyli tabel dekompresyjnych. Tabele w prosty sposób pokazują, jak długo możemy nurkować bezdekompresyjnie i jak szybko narasta dekompresja, kiedy w nią wejdziemy.

Aby zrozumieć, o czym będzie mowa, proszę zapoznać się ze zjawiskami zachodzącymi podczas zanurzania i wynurzania oraz z modelami dekompresyjnymi stosowanymi w komputerach nurkowych i programach dekompresyjnych. Mowa tu o modelu Buhlmanna, RGBM i VPM.

Zanurzenie

Za każdym razem, kiedy wciągamy powietrze do płuc, azot będący głównym składnikiem powietrza kontaktuje się z krwią przepływającą wokół pęcherzyków płucnych. Azot rozpuszcza się w krwi i wędruje wraz z nią do wszystkich tkanek organizmu. W ten sposób w naszym ciele przez całe życie znajduje się pewna (stała w warunkach powierzchniowych) ilość tego gazu. Mówimy, że nasze tkanki są nasycone azotem.

Podczas nurkowania, kiedy oddychamy sprężonym powietrzem, w naszej krwi, a za jej pośrednictwem w tkankach, rozpuszcza się dodatkowa porcja azotu. Na jego ilość wpływają głębokość i czas nurkowania. Proces ten zachodzi zgodnie z prawem rozpuszczalności gazów w cieczach (prawo Henry'ego). Dlatego w naszych tkankach (zawierających prawie 80% wody) rozpuszcza się tym więcej azotu, im głębiej i dłużej nurkujemy.

Nie wszystkie tkanki nasycają się w ten sam sposób. Są tkanki szybkie, które nasycają się szybko, i tkanki wolne, nasycające się wolno. Prędkość nasycania zależy od perfuzji, czyli kontaktu tkanki z układem krwionośnym (krążenia). Tkanki szybkie to tkanki dobrze ukrwione; tkanki wolne są znacznie gorzej ukrwione — przedstawicielem tkanek wolnych są np. kości, a tkanką szybką jest krew.

Rozpatrując sposób nasycania się naszego ciała, rozpatrujemy zawsze sytuację dla każdego gazu osobno i posługujemy się tu pojęciem ciśnienia parcjalnego danego gazu.

Nasycamy się tym szybciej, im większa jest różnica ciśnień parcjalnych między tkankami naszego ciała a otoczeniem. Czym dłuższy czas, tym nasze nasycenie jest coraz większe. Jednak najszybciej nasycamy się na początku, kiedy różnica ciśnień parcjalnych jest największa — z upływem czasu prędkość nasycania spada. I oczywiście gdzieś jest granica, przy której tkanka nasyci się całkowicie i dalej już nie będzie się nasycała — takie pełne nasycenie nazywamy saturacją.

Półokres nasycenia

Prędkość nasycania tkanki opisuje półokres nasycenia. To pojęcie bardzo podobne do fizycznego półokresu rozpadu promieniotwórczego. Półokres nasycenia tkanki to czas, w którym tkanka nasyci się o połowę, czyli do połowy tego, co jest w stanie przy danym ciśnieniu nasycić się.

Wiem, że ta definicja może nie być jasna, więc mały przykład. Załóżmy, że mamy tkankę, której półokres nasycenia wynosi 1 godzinę. Czyli tkanka nasyci się w ciągu:

1. 1 Godziny o połowę, czyli do 50%,
2. W 2. godzinie nasyci się o połowę z pozostałych 50%, czyli do 50% + 25% = 75%,
3. W 3. godzinie nasyci się o połowę z pozostałych 25%, czyli do 50% + 25% + 12,5% = 87,5%,
4. W 4. godzinie nasyci się o połowę z pozostałych 12,5%, czyli do 50% + 25% + 12,5% + 6,25% = 93,75%,
5. W 5. godzinie nasyci się o połowę z pozostałych 6,25%, czyli do 50% + 25% + 12,5% + 6,25% + 3,125% = 96,875%,
6. W 6. godzinie nasyci się o połowę z pozostałych 3,125%, czyli do 50% + 25% + 12,5% + 6,25% + 3,125% + 1,56% = 98,44%.

Matematycznie do 100% nie nasycimy się nigdy, bo zawsze zostanie jakaś połowa pozostałej części, ale dla naszych rozważań o dekompresji możemy założyć, że po 6 półokresach nasze nasycenie jest całkowite — jesteśmy saturowani, czyli nasyconi w 100%. Dalej dana tkanka nie będzie się już nasycała, nawet jeśli pod wodą będziemy kilka dni. Często mówi się, że nasycamy się według krzywej wykładniczej.

Nasze tkanki tolerują pewne przesycenie, dzięki czemu w ogóle jest możliwe nurkowanie — o tym, jak wielkie może być to przesycenie, w dalszej części.

Teraz wróćmy do odsycania — dekompresji. Należy zadać sobie pytanie: jak przebiega odsycanie tkanek? Upraszczając schemat maksymalnie, można powiedzieć, że dokładnie tak samo jak nasycanie, tylko w drugą stronę — tzn. tkanka o półokresie 1 godziny po 6 godzinach odsyci się całkowicie, jeżeli jesteśmy w stanie od razu wynurzyć się na powierzchnię.

Nasze ciało jest na tyle skomplikowane, że składa się z różnych tkanek o półokresie nasycenia i odsycania od 4 do 635 minut (według najbardziej znanego modelu Buhlmanna ZH-L16 z 1990 roku). Teoretycznie przy obecnym poziomie komputerów można by liczyć saturację i desaturację dla każdej tkanki przy kroku jednominutowym; jednak bez większej utraty dokładności można te obliczenia uprościć, ograniczając się do 16 tkanek. Np. w tabelach RDP PADI było tych tkanek 14 i miały one następujące półokresy odsycania: 5', 10', 20', 30', 40', 60', 80', 100', 120', 160', 200', 240', 360', 480'.

Często w literaturze fachowej zamiast słowa „nasycanie” używa się słowa „saturacja”, a zamiast słowa „odsycanie” — „desaturacja” lub „wysycanie”.

Modele dekompresyjne zakładają, że nasze nurkowanie nie będzie chaotycznym pływaniem góra–dół, a przemyślanym działaniem, zakładającym, że zaczynamy nurkowanie od największej głębokości, aby stopniowo wynurzać się. Prawidłowy profil nurkowania zaczyna się od największej głębokości i powoli się wypłyca, bez dodatkowych zanurzeń i wynurzeń.

Profil prawidłowy — płetwonurek na początku nurkowania osiąga maksymalną głębokość i pozostaje na niej lub powoli zmniejsza głębokość, aż do rozpoczęcia wynurzania. Najważniejsze, aby zacząć nurkowanie od głębokości największej. Bardzo ważne jest również, aby profil był maksymalnie płaski. Więcej o profilach nurkowania znajdziesz na stronie profile nurkowania.

Wynurzenie

Podczas wynurzania, kiedy ciśnienie wokół wypływającego nurka spada, zawarty w płynach tkankowych azot nie może utrzymać się dłużej w postaci rozpuszczonej i zaczyna wydzielać się z tkanek w formie mikropęcherzyków. Zjawisko to przypomina sytuację, kiedy z otwartej butelki szampana wydziela się CO₂ (tam też ciśnienie cieczy po wyjęciu korka spada gwałtownie z poziomu ok. 2 at. do 1 at.).

Dekompresja zależy od głębokości nurkowania i czasu pobytu nurka pod wodą. Należy jednak pamiętać, że nie każde nurkowanie wymaga stosowania przystanków dekompresyjnych (ujmuje to tzw. krzywa dekompresji zerowej).

Podczas szybkiego wynurzenia rozprężające się pęcherzyki tego gazu mogą blokować naczynia krwionośne w różnych częściach organizmu, powodując schorzenie zwane chorobą dekompresyjną. Aby nie dopuścić do gwałtownego wydzielania azotu w tkankach, wynurzenie nurka musi przebiegać z określoną prędkością, zależną od stosowanych tabel dekompresyjnych czy komputerów nurkowych. W warunkach wysokiego nasycenia azotem (po długich lub głębokich nurkowaniach) na określonych głębokościach należy przerwać wynurzanie, wykonując tzw. przystanek dekompresyjny, podczas którego szkodliwy dla organizmu nadmiar azotu zostanie wydzielony. Wydzielany azot jest transportowany z krwią do płuc, tam przenika do pęcherzyków płucnych i jest usuwany na zewnątrz z wydychanym powietrzem.

Proces usuwania azotu z tkanek organizmu zwany jest desaturacją i trwa również po wynurzeniu na powierzchnię, bowiem nie cały azot rozpuszczony w tkankach podczas nurkowania zostaje z nich usunięty w trakcie wynurzania. Tę zalegającą w tkankach ilość azotu musimy brać pod uwagę podczas planowania następnego nurkowania.

Dekompresja nie jest stała i niezmienna — zależy od wielu czynników; większość z nich wydłuża wymagany czas dekompresji. Czynniki takie jak zimno czy ciężka praca zwiększają ryzyko choroby dekompresyjnej, ale to nie jedyne czynniki. Jeżeli chcesz wiedzieć więcej, zajrzyj na stronę czynniki zwiększające ryzyko choroby dekompresyjnej.

Przerywanie wynurzania i pobyt na odpowiednich przystankach nazwano dekompresją. Zadaniem dekompresji jest umożliwienie nurkowi wynurzenia się na powierzchnię tak szybko, jak to tylko możliwe, bez spowodowania choroby dekompresyjnej.

Pamiętaj!

Planuj nurkowania w ten sposób, aby bezpieczne wynurzenie nie wymagało stosowania przystanków dekompresyjnych. Po głębszych nurkowaniach „bezdekompresyjnych” wykonaj na głębokości 3–5 m przystanek bezpieczeństwa na czas 3 minut. NURKUJ BEZDEKOMPRESYJNIE!

Metody liczenia dekompresji

Kiedy mamy policzyć dekompresję, możemy skorzystać z kilku możliwości. Tabele dekompresyjne to najstarsza metoda liczenia dekompresji, ale obecnie nie jedyna. Metody mogą się dublować lub wzajemnie sprawdzać.

1. Tabele dekompresyjne — w prosty sposób pozwalają obliczyć dekompresję; powstało wiele rodzajów tabel, w tym również dla nitroksu. Zależnie od producenta sposób użycia może być bardzo różny, więc zawsze należy zapoznać się z instrukcją obsługi,
2. Komputer nurkowy — powinien stanowić wyposażenie każdego nurka; używanie tabel dekompresyjnych jest obecnie bardzo rzadkie. Komputery nurkowe pozwalają na znaczne wydłużenie czasu nurkowania dzięki liczeniu dekompresji dla rzeczywistego profilu nurkowania, a nie — jak w przypadku tabel — prostokątnego. Do nurkowań technicznych większość komputerów nurkowych się nie nadaje z powodu braku możliwości zmiany gazów w trakcie nurkowania — należy zakupić komputer wielogazowy. Kupując komputer nurkowy, warto sprawdzić, czy posiada funkcję gauge (wskaźnika) — wskazywania głębokości i czasu bez liczenia dekompresji. O komputerach nurkowych można poczytać na stronie komputer nurkowy,
3. Komputer wielogazowy — to komputer pozwalający na zmianę mieszanki oddechowej w trakcie nurkowania. Najprostsze modele posiadają możliwość zaprogramowania dwóch mieszanek (tylko powietrze i nitroks), modele najbardziej zaawansowane — do kilkudziesięciu mieszanek: powietrze, nitroks, trimix. Często użytkownik może wybrać, jaki model dekompresyjny preferuje: neo-haldanowski, RGBM czy VPM. Polecam stronę komputery wielogazowe,
4. Programy dekompresyjne — programy na komputer PC pomagające zaplanować i wyliczyć dekompresję. Dostępne są wersje oprogramowania na palmtopa, a nawet na telefon komórkowy. Zobacz stronę programy dekompresyjne,
5. Minimum deco — metoda liczenia dekompresji w głowie; metoda raczej dla matematycznie uzdolnionych nurków,
6. Ratio deco — inna metoda liczenia dekompresji w głowie; metoda raczej dla matematycznie uzdolnionych nurków.