{"id":17058,"date":"2017-11-03T00:05:23","date_gmt":"2017-11-03T00:05:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/?p=17058"},"modified":"2025-02-13T17:51:36","modified_gmt":"2025-02-13T16:51:36","slug":"da-haldane-al-computer-subacqueo-parte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/17058","title":{"rendered":"Da Haldane al computer subacqueo: Workman e i valori “M” – parte I"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span>
\nlivello medio<\/span><\/a>
\n.<\/span>
\nARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XX – XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: Haldane, decompressione
\n.<\/span><\/p>\n

Le pietre angolari di Haldane<\/span><\/strong>
\n” Misura ci\u00f2 che \u00e8 misurabile, e rendi misurabile ci\u00f2 che non lo \u00e8”<\/i><\/b>, Galileo Galilei<\/strong><\/span><\/p>\n

Nel precedente articolo, Luca Cicali ci ha raccontato il cammino che port\u00f2 Haldane ad elaborare le prime tabelle decompressive, che furono pubblicate assieme ai fondamenti della sua teoria nel 1908. Le tabelle di Haldane vennero quindi accettate universalmente e furono immediatamente applicate alle immersioni dalla UK Royal Navy e,\u00a0 nel 1912, anche dalla Marina Americana che le utilizz\u00f2 per pi\u00f9 di mezzo secolo. Vediamo oggi come questi primi fondamentali studi hanno portato agli algoritmi dei computer moderni.<\/p>\n

\"tabelle<\/a><\/p>\n

Haldane\u2019s paper documents the effects of inadequate decompression strategies in lists of injured and killed goats. Source: The Journal of Hygiene, Vol. 8, No. 3 (Jun., 1908), pp. 342-443.<\/span><\/strong><\/p>\n

Nonostante sia passato tanto tempo dalla pubblicazione delle prime tabelle di Haldane, buona parte delle basi teoriche con le quali fu realizzato il modello sono ancora valide nei moderni modelli decompressivi. Ricordiamo quindi brevemente i principi fondamentali fissati dal grande fisiologo scozzese:<\/p>\n

a. l\u2019organismo pu\u00f2 essere schematizzato in gruppi di tessuti, o\u00a0 compartimenti, ognuno con il proprio semi-periodo (detto anche semiperiodo)<\/strong><\/span>. La saturazione di un compartimento \u00e8 considerata praticamente raggiunta dopo 5 semi-periodi;<\/p>\n

b. ad una variazioni istantanea della pressione della miscela respirata, la tensione di inerte nei compartimenti varia con legge esponenziale<\/span> sia in fase di saturazione che di desaturazione;<\/span><\/strong><\/p>\n

c. \u00e8 stabilito un rapporto massimo di sicurezza (detto rapporto di Haldane), tra la massima pressione ambiente raggiunta e la pressione alla quale si pu\u00f2 risalire senza avere incidenti<\/span>.<\/strong> Tale rapporto \u00e8 pari a 2 per tutti i compartimenti. Se non si eccede il rapporto di Haldane non si ha formazione di bolle nel sangue e nei tessuti;<\/p>\n

d. la fase di risalita di una immersione va interrotta prima che la pressione ambiente si riduca pi\u00f9 di quanto permetta il rapporto critico.<\/span><\/strong> La sosta deve durare per il tempo necessario a far diminuire la tensione del gas disciolto di quanto basta per permettere un ulteriore avvicinamento alla superficie senza violare il \u201crapporto di Haldane<\/span><\/strong>\u201d, e cos\u00ec via sino alla superficie.<\/p>\n

La strategia per evitare la MDD (malattia da decompressione) \u00e8 quindi legata alla propriet\u00e0 dei tessuti umani di tollerare un livello di tensione di inerte superiore alla pressione ambiente, entro il limite del rapporto critico.\u00a0<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Il subacqueo pu\u00f2 quindi continuare a risalire in sicurezza finch\u00e9 non viola il rapporto critico neanche per un solo compartimento. Se riesce a raggiungere la superficie mantenendo questa condizione ha effettuato una immersione entro la cosiddetta “curva di sicurezza<\/span><\/strong>\u201d, altrimenti dovr\u00e0 osservare delle soste decompressive.<\/p>\n

Robert Workman ed i valori \u201cM\u201d<\/span>
\n<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n
\"nedu\"<\/a>NdR. Uno sviluppo fondamentale delle tabelle di Haldane fu realizzato preso il NEDU (Naval Experimental Diving Unit) della Marina statunitense. Questa unit\u00e0 di ricerca\u00a0 nacque\u00a0 nel 1912 presso il Brooklyn Navy Yard sotto la guida del capo cannoniere George D. Stillson, in collaborazione con la Royal Navy britannica, che port\u00f2 ad aumentare le capacit\u00e0 operativa dei subacquei da 60 metri (18 m) a pi\u00f9 di 300 piedi (91 m) di profondit\u00e0 basandosi\u00a0 sulle ricerche di Haldane. Ci\u00f2 port\u00f2 alla prima pubblicazione del Manuale delle immersioni navali degli Stati Uniti. Nel suo ambito lavor\u00f2 il Robert D. Workman che, nel 1965, pubblic\u00f2 un nuovo metodo per calcolare i programmi di decompressione\u00a0 che, come vedremo\u00a0 coinvolse la stima dei valori limitanti della sovrastimazione del tessuto in eccesso.<\/span><\/strong><\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Il lavoro di Robert Workman<\/span><\/strong> fu sviluppato dal 1956 nell’ambito del team di ricercatori dell\u2019Unit\u00e0 Sperimentale Subacquea della Marina statunitense<\/span><\/strong>, (NEDU<\/span><\/strong>). Il rapporto di Haldane venne rimpiazzato da Workman con un parametro limite, detto valore \u201cM<\/span><\/strong>\u201d, per Maximum,\u00a0 dove\u00a0M \u00e8 il valore della<\/span> massima tensione di inerte accettabile in un dato compartimento affinch\u00e9 non si sviluppi la malattia da decompressione<\/span><\/strong>.<\/p>\n

M non \u00e8 un valore costante ma dipende dal compartimento considerato e dalla profondit\u00e0. Quindi durante una immersione, per essere in condizioni di sicurezza la tensione di inerte T in ciascun compartimento deve mantenersi sempre inferiore al valore M che corrisponde alla\u00a0 profondit\u00e0 alla quale ci si trova. M \u00e8 pari alla somma di due addendi:\u00a0 il primo \u00e8 un valore costante prefissato, M0<\/sub>, e il secondo \u00e8 ottenuto moltiplicando un coefficiente, (chiamato \u0394M), per la profondit\u00e0, (d=depth).<\/p>\n

\"workman\"<\/a>Ci\u00f2 vuol dire che a profondit\u00e0 maggiori, anche il limite M accettabile per la tensione \u00e8 maggiore.\u00a0 Ogni compartimento ha i propri coefficienti M0<\/sub> e \u0394M.<\/span><\/strong><\/p>\n

Sono i valori M0<\/sub> a delimitare la curva di sicurezza<\/span><\/strong>, in quanto stabiliscono il massimo livello accettabile di inerte in un compartimento per giungere alla superficie, (d=0). Il valore di \u0394M fissa invece la velocit\u00e0 di variazione di M con la profondit\u00e0.\u00a0 Valori elevati di \u0394M, come nel caso dei tessuti veloci, comportano un pi\u00f9 veloce aumento di M con la profondit\u00e0, quindi una maggiore \u201cpermissivit\u00e0\u201d di accumulo di inerte con la profondit\u00e0, ovvero tappe decompressive meno profonde. Insomma, un compartimento risulta tanto pi\u00f9 tollerante alla tensione di inerte accumulata, quanto pi\u00f9 sono elevati i valori dei coefficienti M0<\/sub> e <\/em>\u0394M<\/em>, e questo \u00e8 ci\u00f2 che accade per i tessuti pi\u00f9 veloci<\/span><\/em><\/strong>.<\/p>\n

Workman utilizz\u00f2\u00a0nove compartimenti<\/span><\/strong>, con tempi di emisaturazione<\/span><\/strong> che vanno da 5 a 240 minuti. Ciascuno dei compartimenti \u00e8 quindi definito in base a tre parametri:<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n
il\u00a0 semiperiodo\u00a0 \u00a0T<\/span><\/strong><\/span><\/td>\nM0,<\/sub>\u00a0massima tensione
\nche consente la risalita libera alla superficie<\/span><\/strong><\/span><\/td>\n		\u0394M, tasso di aumento di M con la profondit\u00e0<\/span><\/strong><\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Se consideriamo un piano cartesiano che ha per asse orizzontale la tensione di inerte nei compartimenti, e per asse verticale la profondit\u00e0, il valore M di ciascun compartimento pu\u00f2 essere rappresentato da una retta, come mostrato in figura.<\/p>\n

\"Fig<\/a><\/p>\n

Rette dei valori M in funzione della profondit\u00e0<\/span><\/strong><\/p>\n

Ogni retta-valore M<\/span><\/strong> inizia in un certo punto dell\u2019asse orizzontale corrispondente al valore M0, <\/sub>e ha una certa inclinazione, come mostrato in figura, (il numero dopo la lettera \u201cC\u201d rappresenta il compartimento, \u201cT\u201d il suo semiperiodo). Possiamo notare che i compartimenti con semi periodo (T) maggiore (cio\u00e8 i pi\u00f9 lenti) hanno maggiore inclinazione ed un valore di M0<\/sub> pi\u00f9 spostato a sinistra.<\/span><\/strong><\/p>\n

Cosa vuol dire?
\n<\/span><\/strong><\/span>Semplicemente significa che i compartimenti pi\u00f9 lenti sono meno tolleranti alla tensione di inerte<\/span><\/strong> sia per il ritorno diretto in superficie (tempo di “non decompressione” inferiore<\/span><\/strong>) che a qualunque altra profondit\u00e0 (richiedono tappe di decompressione pi\u00f9 profonde<\/span><\/strong>).<\/p>\n

Ci\u00f2 \u00e8 naturalmente compensato dal fatto che i tessuti pi\u00f9 lenti richiedono molto pi\u00f9 tempo per raggiungere elevati livelli di tensione di inerte disciolto. Proviamo ora a simulare un’immersione, ipotizzando per semplicit\u00e0 che esista solo un compartimento (nel nostro caso solo il n. 3), che ha un semi-periodo di 20 minuti ed un coefficiente M0<\/sub> pari a 2,19.<\/p>\n

Facciamo l\u2019ipotesi che il profilo di immersione sia stato tale che, all’istante di decidere la risalita, la tensione di inerte nel compartimento 3 sia pari a 3,8 bar (\u00e8 il computer subacqueo che stima questo dato). Ci possiamo quindi domandare se siamo dentro o fuori della curva. Poich\u00e9 3,8 \u00e8 maggiore del valore M0<\/sub> del compartimento 3, (pari a 2,19 bar), non \u00e8 permesso il ritorno diretto alla superficie, quindi siamo fuori curva.<\/p>\n

\"Fig<\/a><\/p>\n

Quale \u00e8 allora la profondit\u00e0 della prima tappa di decompressione necessaria?<\/span>
\n<\/span><\/strong>Basta tracciare un segmento verticale che parte dal punto corrispondente a 3,8 bar sull’asse delle tensioni e va ad incontrare la retta obliqua del compartimento n. 3. A questo punto corrisponde sull’asse delle profondit\u00e0 il valore di 10,7 metri, e questa sar\u00e0 la quota della prima tappa.\u00a0 Durante questa tappa e durante quelle eventualmente successive, sar\u00e0 necessario attendere finch\u00e9 la tensione scenda al di sotto di 2,19 per poter finalmente essere in superficie.<\/p>\n

Ma in realt\u00e0 l\u2019organismo non \u00e8 fatto di un solo tessuto o compartimento scelto a caso
\n<\/span> <\/span><\/strong>Quindi, nel caso reale, per capire se l\u2019immersione \u00e8 con o senza decompressione \u00e8 un p\u00f2 pi\u00f9 complicato. Si tratta cio\u00e8 di comparare la tensione massima raggiunta da ciascun<\/u> compartimento, nello stesso istante, con le rispettive tensioni di soglia M0<\/sub>, verificare se sono state superate,\u00a0 e ripetere questi calcoli in continuazione durante l\u2019immersione. Se questa condizione si verifica anche per un solo compartimento l\u2019immersione richieder\u00e0 la decompressione. Complicato per un uomo ma semplice per un computer che fa migliaia di calcoli al secondo. Ma per fare questo ci vogliono degli algoritmi.<\/p>\n

Possiamo adesso domandarci: <\/span>cosa hanno a che fare i valori di M con il rapporto di sovrasaturazione\u00a0critica di Haldane?<\/span><\/strong><\/span>
\nMoltissimo, i valori M<\/strong> di Workman sono i rapporti di sovrasaturazione di Haldane \u201cmodificati\u201d, al punto che possiamo tracciare sul nostro piano una retta, che chiamiamo retta di Haldane<\/span><\/strong>, che rappresenta proprio il rapporto di Haldane espresso sotto forma di valore M, per il quale M0<\/sub> vale 1,58 e \u0394M 0,258.<\/p>\n

\"Avoiding-Decompression-Sickness\"<\/a><\/p>\n

E\u2019 come se Haldane avesse stabilito per tutti i compartimenti un valore M0<\/sub> pari a 1,58 bar, lo stesso valore M0<\/sub> che Workman assegna al compartimento \u201clento\u201d n.6, con semi-periodo di 120 minuti. In pratica, la vera novit\u00e0 di Workmann e del limite M fu una maggiore conservativit\u00e0 generale e l\u2019adozione di criteri di massima sovra-saturazione di inerte specifici di ogni compartimento. Ma non finisce qui … vedremo nel prossimo articolo come il professor B\u00fchlmann<\/span><\/strong> fece ulteriormente evolvere il lavoro di Workman per acquisire una maggiore sicurezza (con delle tabelle pi\u00f9 conservative) anche per le immersioni in quota (altura).\u00a0<\/span><\/p>\n

fine parte I – continua\u00a0<\/span><\/strong><\/p>\n

Luca Cicali<\/span><\/strong><\/p>\n

PAGINA PRINCIPALE<\/span><\/a>
\n.<\/span><\/p>\n

PARTE I<\/span><\/a> PARTE II<\/span><\/a>
\n.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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