Limiti sovrasaturazione

Quando partiamo per una immersione siamo saturi a 1 atmosfera. Cioè i nostri tessuti hanno gas a 1 atmosfera di pressione, in equilibrio con l'ambiente nel quale ci troviamo in superficie, dove respiriamo aria a 1 atmosfera.

Il nostro corpo cerca sempre l'equilibrio.

Come la spugnetta della cucina: se è secca perchè è all'asciutto è in equlibrio con l'aria che la circonda. Se iniziamo a metterle dentro acqua se la prende fino a che non si riempie completamente e una volta riempita, l'ulteriore acqua esce perché ha già raggiunto l'equilibrio.

Quando ci immergiamo ci troviamo immediatamente a respirare aria a un numero maggiore di atmosfere.

Se ci portiamo a 40 metri e ci arriviamo dopo 4 minuti, andiamo a respirare aria a 5 atmosfere subito (subito perché respiriamo sempre aria alla pressione a cui ci troviamo) ma i nostri tessuti hanno ancora dentro gas a meno di 5 atmosfere perché per farli arrivare a 5 ci vuole tempo (il gas entra nell'organismo come le gocce nella spugnetta, quindi ci vuole un po' di tempo).
 

I tre tedeschi, Heller, Mager e Von Schrotter, nel 1900 hanno infatti capito che un tessuto si satura al 100% in 6 tempi di emisaturazione.

In pratica un tessuto ci mette un tempo T a saturarsi della metà. Lo stesso tempo T a saturare la metà della metà rimanente, Lo stesso tempo T a saturare la metà della metà rimanente, etc. Dopo 6 tempi T il tessuto è saturo al 100%.

In sostanza i nostri tessuti hanno bisogno di tempo per trovare un equilibrio tra pressione dell'aria che respiriamo (e che gli entra dentro) e pressione interna. Hanno bisogno di 6 tempi T. E secondo loro il tempo T equivale a 9 minuti e 7 secondi.

John Scott Haldane, nel 1907, ha teorizzato che la migliore rappresentazione del corpo umano è che abbia 5 tessuti (in realtà compartimenti matematici), con tempi T di 5, 10, 20, 40 e 75 minuti. Significa che il tessuto di 5 minuti si satura in 6 tempi di emisaturazione di 5 minuti ciascuno, il tessuto di 10 minuti si satura in 6 tempi di emisaturazione di 10 minuti ciascuno, etc.

Quindi in discesa e per tutta una immersione a 40 metri che dura, ad esempio, 20 minuti, siamo sottosaturi in quasi tutti i tessuti perché in 20 minuti nessuno di quei tessuti ha avuto il tempo di correre i suoi 6 tempi di emisaturazione (il tessuto più veloce - cioè quello dei 5 minuti - in 20 minuti ha percorso 4 dei 6 tempi di emisaturazione e quindi sarà saturo al 93% circa).

 

Però diamo comunque 20 minuti al nostro organismo per assumere gas e cercare di trovare un equilibrio con la pressione dell'aria che respiriamo.

A un certo punto risaliamo e in pochi minuti ritorniamo in superficie, a 1 atmosfera.

Nessun tessuto tornerà subito a 1 atmosfera perchè avrà bisogno di cedere l'azoto in eccesso che nel frattempo, anche senza arrivare a saturazione, avrà assunto. Un tessuto si desovrasatura esattamente in modo speculare a come assume azoto in discesa, quindi con 6 tempi di desovrasaturazione.

In pratica usciamo dall'acqua sovrasaturi.

E Haldane ha dimostrato che possiamo essere sovrasaturi del doppio rispetto all'ambiente con cui ci confrontiamo.

Cioè se l'ambiente ha 1 atmosfera, i nostri tessuti possono avere una pressione interna pari a 2.

Sulla base di queste considerazioni, Haldane scrive le prime tabelle di decompressione tra il 1907 e il 1910.

 

A metà degli anni '50, due studiosi - De Granges e Workman - affinano quanto detto da Haldane. E lo fanno aumentando il numero di tessuti da prendere in considerazione e sostenendo che il rapporto di sovrasaturazione accettabile non è sempre 2 a 1 ma dipende dal tessuto.

Ad esempio il tessuto di 5 minuti può essere sovrasaturo di 3,15 volte rispetto all'ambiente, il tessuto di 20 minuti può essere sovrasaturo di 2,18 volte, il tessuto di 80 minuti può essere sovrasaturo di 1,58, etc.

Adesso torniamo in immersione e ragioniamo...

 

Se stiamo a 40 metri per 20 minuti il tessuto di 5 minuti ha compiuto 4 tempi di emisaturazione su 6 e quindi è saturo al 93%, il tessuto di 20 minuti ha compiuto 1 sesto di saturazione e quindi è saturo al 50%, quello di 80 minuti non ha neanche completato metà del primo tempo di emisaturazione, etc.

 

 

Se dopo 20 minuti decidiamo di tornare in superficie e di confrontarci con una pressione di 1 atmosfera. La domanda è: tutti i tessuti sono sovrasaturi entro i limiti nei quali possono esserlo?

Se ci paragoniamo con 1 atmosfera di pressione, il tessuto di 5 minuti ha una pressione minore di 3,15?, il tessuto di 20 minuti ha una pressione minore di 2,18, il tessuto di 80 minuti ha una pressione minore di 1,58? Etc, etc.

 

Come si può capire, questo dipende da quanto tempo abbiamo dato ai tessuti per prendere azoto; da quanto li abbiamo fatti andare avanti nei loro 6 step di emisaturazione. Ecco il perché delle tabelle, che rappresentano un incrocio tra tempi e profondità. Se a una certa profondità (o pressione) passiamo troppo tempo, diamo troppo tempo ai vari tessuti per caricare azoto, secondo i loro tempi di emisaturazione, e salire lentamente non basta se è stato superato il limite di sovrasaturazione accettabile.

 

Perciò occorre fare vere e proprie tappe di decompressione. Se infatti uno solo dei tessuti ha una pressione interna superiore a quella che gli è consentita, dobbiamo fermarci prima di mettere la testa fuori dall'acqua per non superare il limite.

 

Torniamo alla nostra immersione a 40 metri per 20 minuti:

A 40 metri ci sono 5 atmosfere quindi tutti i tessuti cercano (ciascuno con i suoi tempi) di arrivare a 5 atmosfere.

In 20 minuti:

  • Il tessuto di 5 minuti percorre quattro tempi di emisaturazione su sei (quindi quattro sesti della sua saturazione) e ha una pressione interna pari a quattro sesti di 5 atmosfere, che equivale a dire 4,6875

  • Il tessuto di 20 minuti percorre un tempo di emisaturazione su sei (quindi un sesto della sua saturazione) e ha una pressione interna pari a un sesto di 5 atmosfere, che equivale a dire 2,5

 

Ecco che il primo tessuto di 5 minuti ha una saturazione interna di 4,6875 contro la massima consentita di 3,15 e non mi consente di uscire dall'acqua. E anche il tessuto di 20 minuti ha una saturazione interna di 2,5 contro la massima consentita di 2,18.

Le loro sovrasaturazioni sono eccessive e mi costringono a fermarmi e fare una o più tappe di decompressione.

 

Il ragionamento vale per ciascuno dei tessuti e dipende dalla profondità che raggiungiamo e dal tempo che ci trascorriamo.

 

Bühlman applica questi limiti di sovrasaturazione a 16 tessuti, ciascuno con il proprio tempo di emisaturazione.

 

Pubblica i suoi studi, che quindi vengono ingegnerizzati e installati sui computer subacquei, dotati degli algoritmi ZHL.

A seconda del numero di tessuti presi in considerazione da questi computer abbiamo lo ZHL-8 (8 tessuti), lo ZHL-12 (12 tessuti), lo ZHL-16 (16 tessuti), etc.