Teoria nurkowania

Nurkowanie to nie tylko wysiłek fizyczny, to również spora dawka wiedzy. Spawdź czy twoja wiedza jest kompletna.

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

Aby zrozumieć o czym będzie mowa, proszę zapoznać się z zjawiskami zachodzącymi podczas zanurzania i wynurzania. Oraz z modelami dekompresyjnymi stosowanymi w komputerach nurkowych oraz programach dekompresyjnych. Mowa tu o modelu Bulhmanna, RGBM, 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 są 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 ukrwione gorzej, przedstawicielem tkanek wolnych są  np. kości, a tkanka szybka to krew.

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

Nasycamy sie tym szybciej im większa jest różnica ciśnień parcjalnych miedzy 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 sie 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 jak w fizyce jądrowej półokres rozpadu promieniotwórczego. Półokres nasycenia tkanki to czas, w którym tkanka nasyci się o połowę czyli do 1/2 tego co jest się w stanie przy danym ciśnieniu nasycić.

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

półokres nasycenia

wykładnicza krzywa nasycania, zakładamy że po 6 półokresach jesteśmy nasyceni 100%
wykres pokazuje dokładne wartości nasycenia

Matematycznie do 100% nie nasycimy się nigdy, bo zawsze zostanie jakaś 1/2 część, ale dla naszych rozważań o dekompresji możemy założyć, że po 6 półokresach nasze nasycenie jest całkowite - jesteśmy saturowani, czyli nasyceni w 100%. Dalej dana tkanka nie będzie sie już nasycała, nawet jak pod wadą 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 nasza tkanka 1 godzina po 6 godzinach odsyci sie całkowicie jeżeli jesteśmy w stanie od razu wynurzyć się na powierzchnię.

półokres odsycenia

wykładnicza krzywa odsycania, zakładamy że po 6 półokresach jesteśmy całkowicie odsyceni
wykres pokazuje dokładne wartości odsycania

Często w literaturze fachowej zamiast słowa nasycanie używa sie słowa - saturacja, a zamiast słowa odsycanie - desaturacja lub wysycanie.

Nasze ciało jest w zasadzie na tyle skomplikowane, że składa się z różnych tkanek o półokresie nasycenia/odsycenia od 4 - 635 minut (według najbardziej znanego modelu Bulhmanna ZH-L16 z 1990 roku). Teoretycznie przy obecnym poziomie komputerów można by policzyć saturacje/desaturacje dla każdej tkanki przy kroku 1 minutowym, jednak nie popełniając większego błędu można te obliczenia uprościć ograniczając sie do 16 tkanek. Np w tabelach RDP PADI było tych tkanek 14 i miały one następujące półokresy odsycenia: 5', 10', 20', 30', 40', 60', 80', 100', 120', 160', 200', 240', 360', 480'.

Przebieg nasycania 5 tkanek o półokresie 10', 20', 40', 80', 160' w czasie 80 minut. Jak widać tkanka
10' nasyciła się całkowicie 100% (ponad 6 półokresów), najmniej nasyciła się tkanka 160', osiągnęła nasycenie 30%

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.

teoria dekompresji profile dekompresyjne

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 1at).

Przebieg nasycania i odsycania 5 tkanek o półokresie 10', 20', 40', 80', 160'. Tkanki nasycają sie przez 80',
następnie następuje wynurzenie i odsycanie tkanek. Jak widać najszybciej odsycała się tkanka 10',
mimo że była najmocniej nasycona. Najmniej odsyciła sie tkanka 160', nawet po 220' (300'-80')
odsycania jej wynosi 12%. Łatwo policzyć, że tkanka 160' odsyci się całkowicie dopiero
 po 960' (16 godzinach)

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/i głębokich nurkowaniach) na określonych głębokościach należy przerwać wynurzanie wykonując tzw. przystanek dekompresyjny, podczas którego szkodliwy dla organizmu nadmiar azotu zostanie wydzielony. Wydzielany azot transportowany jest z krwią do płuc a tam przenika do pęcherzyków płucnych i usuwany jest 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 usunięty z nich w trakcie wynurzania. Tą zalegająca 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 zaglądnij na stronę czynniki zwiększające ryzyko choroby dekompresyjnej.

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

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").

 

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 3minut. NURKUJ BEZDEKOMPRESYJNIE!

 

 

Modele dekompresyjne 

Komputery nurkowe korzystają z różnych modeli dekompresyjnych, główne dwa to:

  1. Model dekompresyjny Bulhmanna
  2. Model dekompresyjny RGBM
  3. Model dekompresyjny VPM

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 - tabele dekompresyjne w prosty sposób pozwalają obliczyć dekompresję, powstało wiele rodzajów tabel dekompresyjnych w tym również dla nitroksu. Zależnie od producenta sposób użycia może być bardzo różny, wiec zawsze należy zapoznać sie 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 to się dzieje 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 nitrox), modele najbardziej zaawansowane do kilkudziesięciu mieszanek - powietrze, nitrox, trimix). Często użytkownik może wybrać jaki model dekompresyjny preferuje neo-haldanowki, 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, telefon komórkowy. Zobacz na 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.

Zaawansowana teoria dekompresji

Poniżej znajdują się tematy raczej dla bardzo zaawansowanych nurków lub bardzo dociekliwych.

  1. Zaawansowana teoria dekompresji - czyli fizyczne podstawy dekompresji.
  2. Zrozumieć wartość M i gradient faktor GF
  3. Deep stopy - głębokie przystanki dekompresyjne

 

 

O czym przeczytasz w Nurkomanii

logo Nurkomania

NURKOMANIA to pewnie najlepsza Polska strona o nurkowaniu. Praktycznie jest to internetowy podręcznik nurkowania - znajdziesz tu wszystko co powinieneś/aś wiedzieć o nurkowaniu. Zapraszamy wszystkich, zakochanych w nurkowaniu i podwodnym świecie. Strona zawiera ponad 1000 stron i 10000 zdjęć dotyczących różnych form aktywności nurkowej. Przekonasz się, że nurkowanie niesie ze sobą smak przygody i fascynujących przeżyć.