{"id":17679,"date":"2020-07-01T00:20:16","date_gmt":"2020-07-01T00:20:16","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/?p=17679"},"modified":"2023-08-12T17:44:14","modified_gmt":"2023-08-12T15:44:14","slug":"modelli-bolle-vpm-varying-permeability-model-parte-ii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/17679","title":{"rendered":"Modelli a bolle, VPM &#8211; Varying Permeability Model &#8211; parte III"},"content":{"rendered":"<span class=\"span-reading-time rt-reading-time\" style=\"display: block;\"><span class=\"rt-label rt-prefix\">tempo di lettura: <\/span> <span class=\"rt-time\"> 5<\/span> <span class=\"rt-label rt-postfix\">minuti<\/span><\/span><p><strong><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><br \/>\n<a class=\"maxbutton-8 maxbutton maxbutton-livello-2\" href=\"javascript:void(0);\"><span class='mb-text'>livello medio<\/span><\/a><br \/>\n<span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><br \/>\n<span style=\"color: #008000;\">ARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong><br \/>\n<strong><span style=\"color: #008000;\">PERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong><br \/>\n<strong><span style=\"color: #008000;\">AREA: DIDATTICA<\/span><br \/>\n<\/strong>parole chiave: VPM<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000; font-size: 14pt;\"><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><br \/>\n<span style=\"font-size: 18pt;\">Il modello &#8220;a permeabilit\u00e0 variabile&#8221;<\/span><\/span><\/strong><br \/>\nIl nome dato al modello a \u201c<strong><span style=\"color: #008000;\">permeabilit\u00e0 variabile<\/span><\/strong>\u201d fa riferimento alle propriet\u00e0 chimico fisiche dello strato di <strong><span style=\"color: #008000;\">surfattante<\/span><\/strong> che condiziona la permeabilit\u00e0 della bolla al passaggio di gas, in entrata ed in uscita.&nbsp; Nella fase di compressione, i surfattanti riescono a garantire la permeabilit\u00e0 sino ad un pressione esterna di circa 9 bar, oltre la quale essa \u00e8 compromessa. In fase di riduzione della pressione, la permeabilit\u00e0 \u00e8 invece sempre garantita, qualunque sia la pressione di partenza e l\u2019entit\u00e0 della diminuzione di pressione.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Il <strong><span style=\"color: #008000;\">VPM<\/span><\/strong> ha come obiettivo la individuazione del profilo di risalita ottimale che limiti la crescita dei nuclei di bolle, tenendo sotto controllo il volume totale di gas acquisito da tali nuclei non solo durante la fase di risalita da una immersione, ma anche entro un prefissato periodo successivo al suo termine, durante il quale il processo di crescita di volume prosegue.&nbsp; Ipotizzando una immersione quadra, ecco i passi fondamentali che il modello esegue:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li><strong><span style=\"color: #008000;\">misura la quantit\u00e0 di inerte disciolto in ogni compartimento e tiene sotto controllo il volume dei nuclei di bolle in ogni fase dell\u2019immersione;<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span style=\"color: #008000;\">per ciascun compartimento, stima il numero di bolle che durante la risalita tenderanno a crescere di volume;<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span style=\"color: #008000;\">valuta l\u2019entit\u00e0 di tale accrescimento;<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span style=\"color: #008000;\">calcola il miglior profilo decompressivo che consenta di mantenere entro un valore limite di sicurezza la quantit\u00e0 totale di gas contenuto in queste bolle.<\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">Specialmente nella parte che riguarda il calcolo della decompressione, il funzionamento di dettaglio del VPM e la sua trattazione matematica sono materia da super specialisti. La complessit\u00e0 nella predizione del comportamento dinamico di una bolla \u00e8 dovuta all&#8217;interdipendenza dei parametri che compaiono nelle leggi che ne influenzano le dimensioni.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Vediamo dunque cosa succede ad una bolla immersa in un liquido organico (contenente nuclei di bolle in fase di permeabilit\u00e0) quando viene sottoposta ad una rapida compressione seguita (dopo un tempo sufficiente a raggiungere la saturazione) da un altrettanto rapida decompressione. Ipotizzeremo che questo processo sia a grandi linee simile a ci\u00f2 che succede durante una immersione. Durante la compressione rapida avviene che le bolle si schiacciano. Questo perch\u00e9 mentre il gas si discioglie lentamente nei tessuti, con legge esponenziale, il gas all&#8217;interno delle bolle (in fase gassosa) si adegua immediatamente alla pressione esterna, e quindi aumenta repentinamente. Questo comporta che la differenza tra pressione interna ed esterna favorisce il passaggio di gas dall&#8217;interno della bolla -&gt; al liquido esterno in soluzione, come prevede la legge di Henry.&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Ci\u00f2 significa che lo schiacciamento delle bolle \u00e8 tanto maggiore quanto maggiore \u00e8 la velocit\u00e0 di discesa di una immersione e tanto pi\u00f9 \u00e8 lento il compartimento considerato.&nbsp;<\/span><\/strong><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-21347\" src=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/12\/IMG_4123-e1526247809833.jpg\" alt=\"\" width=\"850\" height=\"638\"><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Questo fenomeno \u00e8 importante: lo schiacciamento (crushing) non dipende quindi da quanto si va in profondit\u00e0, ma da quanto ci si va velocemente. Per cui avere i nuclei di bolle di dimensioni ridotte all&#8217;inizio della risalita consente margini di sicurezza maggiori &#8211; photo credit @andrea mucedola<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Atteso un tempo sufficiente, perch\u00e9 la tensione di azoto nel liquido si avvicini a quella di saturazione, torniamo di colpo alla pressione iniziale, depressurizzando. La tensione nel liquido inizia a ridursi con legge esponenziale, mentre i nuclei di bolle si trovano ora di fronte ad un bivio. Alcuni risulteranno \u201cattivati\u201d, altri no. Quelli attivati tenderanno a crescere di volume poich\u00e9 permetteranno al gas disciolto di penetrare al proprio interno, arrivando a dimensioni ben superiori a quelle che avevano ancor prima della compressione, mentre quelli non attivati tenderanno a collassare, divenendo inoffensivi.&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000; font-size: 18pt;\">Quali nuclei si attivano e perch\u00e9?&nbsp;<\/span><\/strong>&nbsp;<br \/>\nSenza entrare in dettagli complessi da analizzare in termini matematici, risulta che si attivano <strong><span style=\"color: #008000;\">solo i nuclei che hanno dimensioni superiori ad un certo raggio, detto raggio critico<\/span><\/strong>. Il raggio critico non \u00e8 un dato fisso del problema ma dipende dalle propriet\u00e0 superficiali della bolla e dal gradiente di sovrasaturazione, ovvero dalla differenza tra tensione nei tessuti e pressione ambiente.&nbsp; Proprio lo stesso parametro che aveva identificato Haldane per stabilire le condizioni di risalita sicura da una immersione.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-size: 18pt;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Maggiore \u00e8 il gradiente di sovra saturazione, e minore \u00e8 il raggio critico.<\/span><\/strong>&nbsp;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Quindi in fase di desaturazione, i nuclei di bolla pi\u00f9 piccoli del raggio critico tendono a collassare perch\u00e9 il gas fuoriesce da essi sciogliendosi nel liquido circostante, mentre quelli pi\u00f9 grandi di tale raggio tendono invece ad ingrandirsi, per via del gas che vi si riversa dal liquido nel quale \u00e8 disciolto.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-3.jpg\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-17674\" src=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-3.jpg\" alt=\"fig 3\" width=\"702\" height=\"294\" srcset=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-3.jpg 702w, https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-3-300x126.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 702px) 100vw, 702px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Abbiamo rappresentato questa situazione in figura, che mostra&nbsp;due ipotetiche \u201cmacro foto\u201d, relative ai nuclei di bolla prima e dopo l\u2019applicazione del gradiente di sovra saturazione,&nbsp; a causa del quale solo le bolle con raggio maggiore del raggio critico si sono attivate. Nella figura di sinistra sono mostrate le bolle in un ipotetico tessuto prima dell\u2019applicazione del gradiente, e in quella di destra sono state evidenziate quelle che si sono attivate, cio\u00e8 che tenderanno ad ingrandirsi, dopo l\u2019applicazione del gradiente.&nbsp; Le bolle attivate sono proprio quelle che hanno un raggio maggiore del raggio critico.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-size: 18pt;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Riassumendo<\/span><\/strong><\/span><br \/>\nCon <strong><span style=\"color: #008000;\">sovrasaturazione<\/span> <\/strong>intendiamo&nbsp; la differenza tra la <strong><span style=\"color: #008000;\">tensione di inerte nei tessuti e la pressione ambiente<\/span><\/strong>, situazione tipica di una fase finale di risalita da un&#8217;immersione. Poich\u00e9 nei tessuti di un subacqueo in immersione esistono sempre nuclei stabili aventi varie dimensioni, quando durante la risalita la tensione di inerte nei tessuti supera la pressione ambiente alcuni di essi cresceranno di dimensione (quelli con raggio superiore al raggio critico) ed altri collasseranno (quelli con raggio inferiore al raggio critico).&nbsp;&nbsp; <strong><span style=\"color: #008000;\">Maggiore \u00e8 la sovrasaturazione e minore il raggio critico a partire dal quale i nuclei si attivano, cio\u00e8 tendono a crescere di volume.<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-size: 18pt;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Ma quante sono le bolle che hanno un raggio superiore a quello critico, e che quindi tenderanno a crescere durante la risalita?&nbsp;<\/span><\/strong><\/span>&nbsp;<br \/>\nE\u2019 una domanda alla quale si pu\u00f2 dare risposta solo in termini statistici. Se potessimo ipoteticamente esaminare un tessuto vitale, isolarne una porzione provare a contare le microbolle presenti e a \u201ccatalogarle\u201d per grandezza, potremmo verificare che pi\u00f9 le bolle sono grandi e pi\u00f9 sono difficili da trovare, (fortunatamente), un p\u00f2 come le pietre preziose. La distribuzione statistica delle dimensioni delle bolle \u00e8 quindi chiamata esponenziale, (che coincidenza\u2026), il che vuol dire che pi\u00f9 ci si sposta verso destra sull&#8217;asse orizzontale (bolle grandi) e pi\u00f9 il numero di esse \u00e8 piccolo, come mostrato nel grafico (sull\u2019asse orizzontale la grandezza delle bolle e su quello verticale il loro numero).<\/p>\n<p><a style=\"color: #008000;\" href=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-2.jpg\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-17673\" src=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-2.jpg\" alt=\"Attivazione delle bolle con raggio maggiore di quello critico\" width=\"800\" height=\"488\" srcset=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-2.jpg 1042w, https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-2-300x183.jpg 300w, https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/fig-2-1024x624.jpg 1024w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><\/p>\n<p align=\"justify\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Attivazione delle bolle con raggio maggiore di quello critico da Luca Cicali,<b>\u201cOltre la curva\u201d<\/b><\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Sappiamo che una intensa attivit\u00e0 fisica pre-immersione fa aumentarne il numero dei nuclei di bolle, ma un maggior numero di nuclei significa maggiore possibilit\u00e0 per il gas inerte di entrarvi in fase di sovrasaturazione, e quindi pi\u00f9 probabilit\u00e0 che essi si trasformino da semi microscopici e inoffensivi in bolle voluminose capaci di darci problemi anche gravi.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000;\"> Quindi \u00e8 senz&#8217;altro un bene avere un fisico allenato, ma non \u00e8 un bene farsi un immersione impegnativa o profonda appena usciti dalla palestra o ansimanti per uno sforzo fisico prolungato.<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span style=\"color: #008000;\">Luca Cicali&nbsp;<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span style=\"color: #008000;\">foto in anteprima <strong>&#8211;<\/strong> credit @andrea mucedola<\/span><\/strong><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><iframe style=\"width: 120px; height: 240px;\" src=\"https:\/\/rcm-eu.amazon-adsystem.com\/e\/cm?ref=qf_sp_asin_til&amp;t=amazon0e150-21&amp;m=amazon&amp;o=29&amp;p=8&amp;l=as1&amp;IS2=1&amp;asins=6050490686&amp;linkId=5987cd91d8a43b05ee1c702819b0ccb4&amp;bc1=000000&amp;lt1=_blank&amp;fc1=333333&amp;lc1=0066c0&amp;bg1=ffffff&amp;f=ifr\" width=\"300\" height=\"150\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\">&lt;br \/&gt;<br \/>\n<\/iframe><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<a class=\"maxbutton-3 maxbutton maxbutton-pagina-principale\" target=\"_blank\" title=\"tooltip\" rel=\"nofollow noopener\" href=\"http:\/\/www.ocean4future.org\"><span class='mb-text'>PAGINA PRINCIPALE<\/span><\/a>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p><span class=\"span-reading-time rt-reading-time\" style=\"display: block;\"><span class=\"rt-label rt-prefix\">tempo di lettura: <\/span> <span class=\"rt-time\"> 5<\/span> <span class=\"rt-label rt-postfix\">minuti<\/span><\/span>. . ARGOMENTO: SUBACQUEA PERIODO: XXI SECOLO AREA: DIDATTICA parole chiave: VPM . 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