Odborné články

Porozumění potápěčským počítačům – 2. část

Porozumění potápěčským počítačům

Rešerše
Existují doslova stovky článků v lékařských, matematických, fyzikální, chemických či IT recenzovaných časopisech o potápěčských počítačích. Další a velmi užitečné informace o provozu a funkcích konkrétního potápěčského počítače lze nalézt v uživatelských příručkách, které jsou rozsáhlé a vyčerpávající.

Klíčové pojmy
Potápěčské počítače jsou užitečné nástroje v rámci rekreačního a technického potápění. Moderní potápěčské počítače rutinně odhadují hypotetické sycení plynem, hromadění bublin, rychlosti sestupu a výstupu, limity potápěče, zbývající čas, dekompresní profily, kyslíkovou toxicitu a mnoho souvisejících proměnných.

Odhady z těchto parametrů spoléhají na dva základní přístupy – model rozpuštění plynu a model tvorby bublin. U obou jsou vidět významné korelace s reálnými potápěčskými daty překračující stanovené limity. Modely rozpuštění plynu se zaměřují na kontrolu a odstraňování hypotetického rozpuštěného plynu tím, že vede potápěče k hladině jak nejblíže to jde. Bublinové modely se zaměřují na kontrolu hypotetického růstu bublin a rozpuštěného plynu pomocí setrvání potápěče v hloubce před výstupem na hladinu. První model stanovuje mělké dekompresní zastávky, zatímco bublinový vyžaduje hluboké dekompresní zastávky. Oba modely jsou poměrně jednoduché, pouze určují dynamiku nahromadění rozpuštěného plynu a růstu bublin v tkáních a krvi. Je zřejmé, že jejich použití je omezené, na druhou stranu ale účelné, když jsou s dispozici související údaje. Jak výzkum jde dopředu, výrobci počítačů reagují rychle a pružně na změny a vývoj, čímž se z počítače stává potápěčský nástroj. Je důvodné očekávat, že jeho použití v potápění dále poroste s přiměřenou náročností.

V současné době až 25 společností vyrábějících potápěčské počítače využívá jak DGM, tak i BPM v 200 až 250 typech. Rekreační potápěčské počítače spoléhají hlavně na DGM, zatímco technické potápěčské počítače používají BPM. Při potápění v limitu nominálních expozic a krátkodobých časů (není vyžadována dekompresní zastávka), DGM a BPM modely mají stejné výsledky. Softwary pro plánování ponoru a dekomprese jsou také k dispozici u hlavních dodavatelů.

Momentální odhady parametrů potřebné pro vyhodnocení konkrétní fáze ponoru v potápěčských počítačích se spoléhají na matematické vztahy spojené se senzory tlaku a měřením času v jednotce. Ty důležité jsou uvedeny níže.

Model rozpuštěného plynu (DGM)
Potápěč plánující podle klasického Haldane přístupu omezuje sycení tkání inertním plynem ve všech částích tkání s poločasy omezenými limitní hodnotou, tzv. kritické napětí nebo M. Poločasy se pohybují od 3 do 540 minut. M jsou lineární funkcí hloubky.

Jestliže M hodnota je překročena v libovolném bodě při výstupu, je vyžadována dekompresní zastávka. Poločasy sycení tkání heliem jsou třetinové oproti dusíku. Algoritmus se používá v rekreačním a technickém potápění, přes OC a RB systémy. Algoritmus obvykle vede potápěče do mělké zóny pro dekompresi (mělká zastávka).

Model fází bublin (BPM)
Doposud nebylo šíření bublin v živém organismu měřeno. Pomocí stejných proměnných pro poločasy jednotlivých tkání a rovnic, potápěč plánující podle BPM vyžaduje informace o kumulativním objemu bublin při kompresi-dekompresi tak, aby vždy zůstal pod kritickou hodnotou po celou dobu ponoru a pro všechny části tkání. V aplikacích je kritický objem brán kolem 600 μm3. Časy rozpustnosti ve vodě jsou také součástí potápěčských dat. Je-li překročen kritický objem v jakémkoli okamžiku při výstupu, dekompresní zastávka je nutná. Algoritmus se používá v rekreačním a technickém potápění na obou OC a RB systémech. Fáze začíná v hluboké zóně a pokračuje do mělké zóny (hluboké zastávky).

Kyslíková toxicita (OT)
Toxicita plicního a centrálního nervového systému (CNS) je sledována potápěčskými počítači poměrně jednoduchým způsobem. Plicní toxicita je sledována s odhadem času v dávkách. Skokové segmenty jsou počítány každých 10 až 20 sekund a odhad času je aktualizován. Toxicita centrálního nervového systému je podobně počítána v jednotlivých částech ponoru pomocí CNS hodin, použitím mezní hodnoty pro vystavení kyslíkem přes parciální tlak kyslíku pro získání času s přibližným CNS časovým limitem kyslíku v minutách. V obou případech porušení mezních bodů OT má za následek varování potápěčským počítačem.

V rámci modelu implementace a ad hoc potápěčských protokolů, potápěčské počítače pracují v režimech v souladu s řadou paradigmat v celém spektru podvodních aktivit:

  1. Snížené bezzastávkové časové limity v souladu s měřením bublin.
  2. Narůst využití nitroxu a obohacených dýchacích směsí v rekreační potápění.
  3. Bezpečné potápění ve vyšších nadmořských výškách.
  4. V rekreačním potápění počítače nahrazují potápěčské tabulky, v technickém potápění představují počítače zálohy pro dekompresní plány nesené na zápěstí.
  5. Techničtí potápěči omezují dýchání směsí na bázi dusíku spolu s lepší strategií využití směsí s vysokým podílem kyslíku a přiměřeným snížení podílu helia v dýchací směsi.
  6. Použití RB se zvyšuje pro celé spektrum potápění.
  7. Zápěstní potápěčské počítače disponují rychlými čipy, které umožňují plné rozlišení a provádění nejsložitějších potápěčských algoritmů.
  8. Sbírka potápěčských výsledků je pokračující úsilí v DAN USA, DAN Europe a Los Alamos National Laboratory (LANL) při pomoci v modelovém načasování.
  9. Nejsou hlášeny žádné nárůsty v DCS/OT hodnotách pro rekreační a technické potápění s použitím potápěčského počítače.
  10. Statistiky shromážděné v DAN a LANL naznačují, že DCS/OT hodnoty jsou nízké pro rekreační a technické potápění, ale technické potápění je asi 10 až 20 krát riskantnější než rekreační potápění.
  11. Od výrobců měřicích přístrojů a školicích agentur neoficiálně hlášených na nedávných workshopech je míra výskytu DCS/OT 200 na 3 mil. uskutečněných ponorů.
  12. Počítačový průmysl se stále více zajímá o marketing potápěčských počítačů.

Z NAUI journalu Sources volně přeložil a redakčně upravil
Aleš, AMERS.CZ




Comments are closed.

Facebook