{"id":62979,"date":"2021-09-07T00:05:00","date_gmt":"2021-09-06T22:05:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=62979"},"modified":"2023-06-09T21:29:42","modified_gmt":"2023-06-09T19:29:42","slug":"modelli-decompressivi-e-algoritmi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/62979","title":{"rendered":"Dai modelli decompressivi agli algoritmi per la sicurezza dell’immersione – matematica applicata alla subacquea – parte terza"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

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\nlivello medio<\/span><\/a><\/p>\n

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ARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: matematica applicata alla subacquea
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Abbiamo dedicato questo articolo, del quale siamo giunti alla terza e ultima parte, per riflettere su quanto grande sia l\u2019impatto delle leggi matematiche in ogni attivit\u00e0 umana. Pi\u00f9 o meno semplici algoritmi ci consentono di elaborare dati, interpretare fenomeni fisici e predire fenomeni che si evolvono nel tempo, al fine di gestire al meglio le attivit\u00e0 operative che ad essi sono legate.<\/p>\n

\"Questa
<\/span><\/strong> photo credit @Francesco Pacienza<\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Dopo aver descritto nella prima e seconda parte dell’articolo le pi\u00f9 importanti caratteristiche di una funzione matematica ed aver esplorato le leggi pi\u00f9 significative legate alle attivit\u00e0 subacquee, prima fra tutti la legge esponenziale<\/span><\/strong>, ci troviamo ora al coronamento della nostra immersione nel mondo dei numeri: esplorare il significato e lo scopo dei modelli ed algoritmi decompressivi<\/span><\/strong>. <\/p>\n

Il desiderio di ogni appassionato subacqueo \u00e8 provare l\u2019affascinante avventura di esplorare i fondali marini, volando senza peso, tra pesci di mille colori e ambienti di struggente e incontaminata bellezza.  Il problema \u00e8 che il subacqueo non \u00e8 un pesce, e non avendo branchie per estrarre dall\u2019acqua l\u2019ossigeno in essa disciolto, deve respirare miscele gassose ad una pressione uguale a quella dell\u2019ambiente circostante. <\/span> <\/strong>Come noto, ci\u00f2 \u00e8 causa del passaggio in soluzione del gas inerte nei tessuti e del successivo rilascio di tale gas inerte durante la risalita verso la superficie, che dovr\u00e0 prima o poi avvenire per permetterci di tornare al nostro ambiente naturale. <\/p>\n

Sappiamo di dover sottostare a delle regole ben precise per evitare che il rilascio del gas inerte avvenga con una eccessiva produzione (o meglio crescita di volume) di bolle gassose nei tessuti, per limitare il rischio di malattia da decompressione. Qualunque sia il metodo noi utilizziamo per ottenere questo risultato,  l\u2019utilizzo di tabelle,  l\u2019applicazione di metodi decompressivi mnemonici, o l\u2019uso di un computer subacqueo, stiamo di fatto applicando un algoritmo decompressivo, a sua volta determinato in base ad un modello decompressivo specifico.<\/span><\/strong><\/p>\n

La parola algoritmo \u00e8 una delle pi\u00f9 utilizzate nel villaggio globale, e come spesso accade quando un termine schiettamente tecnico diviene di uso comune, ne risulta in parte snaturato e si tende a trascurarne o perderne del tutto il significato. Un algoritmo non \u00e8 altro che una sequenza di operazioni che consente di raggiungere un obiettivo specifico, o meglio, tutti gli obiettivi dello stesso tipo (stessa classe in gergo tecnico).  Si tratta di un concetto base dell\u2019informatica, la scienza che applica l\u2019automazione al trattamento dei dati. Ci sono diversi requisiti generali che caratterizzano un algoritmo, ma il pi\u00f9 importante e critico \u00e8 che i singoli passi che lo compongono, o istruzioni, devono essere non ambigue, e fornire sempre lo stesso risultato qualunque sia l\u2019esecutore.<\/p>\n

Il concetto di algoritmo \u00e8 stato sviluppato principalmente nell\u2019ambito dell\u2019automazione del calcolo, ma in realt\u00e0 \u00e8 pienamente valido in campi del tutto diversi e trova applicazione tutte le volte che si ricerca la soluzione di un problema tramite una lista istruzioni semplici, ripetibili e non ambigue, come la check list di un pilota di aereo, la ricetta degli spaghetti alla carbonara, un processo di automazione industriale o l\u2019utilizzo delle tabelle decompressive in immersione.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Le procedure decompressive, che mettiamo in atto durante la risalita di una immersione, sono sempre il risultato della applicazione di un algoritmo.<\/span><\/strong><\/p>\n

Attenzione!<\/span><\/strong> Questo concetto non si riferisce necessariamente o esclusivamente all\u2019utilizzo del computer subacqueo, all\u2019interno del quale l\u2019algoritmo \u00e8 implementato tramite un programma software; anche agire in base ad un procedimento mnemonico o una procedura decompressiva basata su tabelle non \u00e8 altro che l\u2019applicazione di un algoritmo.  Lo sviluppo di un algoritmo nasce sempre da regole matematiche o modelli: anche la ricetta per fare una torta \u00e8 a tutti gli effetti un algoritmo se priva di istruzioni ambigue (come agitare bene o aggiungere un ingrediente a piacere) e presume l\u2019esistenza di un modello, ovvero la conoscenza degli effetti della temperatura e della miscelazione sugli  ingredienti, per ottenere il risultato finale. <\/span><\/p>\n

Nell\u2019ambito delle attivit\u00e0 subacquee, i<\/span> modelli decompressivi sono il punto di partenza per lo sviluppo degli algoritmi<\/span><\/strong>.  Si tratta di macchine virtuali il cui funzionamento approssima il comportamento dell\u2019organismo umano durante la respirazione di gas compressi. Ovviamente parliamo di modelli estremamente semplificati, quasi rudimentali se paragonati alla complessit\u00e0 del fenomeno reale, la cui aderenza alla realt\u00e0 dipende fortemente dal livello di conoscenza che si ha della fisiologia iperbarica. Per questo i modelli decompressivi e gli algoritmi che ne derivano sono in continua evoluzione, e specialmente nella seconda met\u00e0 del secolo scorso sono stati sviluppati in gran numero e varianti.<\/span><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Tra i modelli esistenti capita infatti spesso di osservare uno o pi\u00f9 contenitori chiusi contenenti liquidi a contatto con gas ad alta pressione, che possono essere variati spostando un pistone. E\u2019 una semplice ed intuitiva rappresentazione di come pu\u00f2 essere schematizzata la risposta di un tessuto alla pressione dei gas respirati in termini di assorbimento e rilascio dei gas inerti. Stabilite le regole matematiche che governano il fenomeno fisico schematizzato (gas, liquido e azione del pistone), esse vengono trasposte al caso reale, generando, nel caso di un computer subacqueo, un algoritmo che rileva ciclicamente un certo numero di variabili in input (principalmente tempo e pressione ambiente); quindi le elabora in accordo a leggi matematiche note, relative alla soluzione dell\u2019inerte nei tessuti, integra i risultati nel tempo e li confronta con limiti interni, eventualmente modificati in base alla configurazione del computer. L\u2019output \u00e8 il tempo residuo spendibile entro curva di sicurezza oppure, se l\u2019immersione richiede una decompressione, il numero e la durata delle soste decompressive da eseguire.<\/span><\/strong><\/p>\n

Come sappiamo i tanti modelli sviluppati e gli algoritmi decompressivi ad essi associati sono stati classificati in base alle caratteristiche generali che li contraddistinguono; per questo abbiamo fatto l\u2019abitudine a trattare con algoritmi tipo esponenziale-esponenziale, esponenziale-lineare, a fase singola o “a bolle”, haldaneani, compartimentali serie o parallelo, deterministici, probabilistici, e cos\u00ec via.<\/p>\n

La copiosit\u00e0 e variabilit\u00e0 dei modelli e algoritmi decompressivi disponibili sembrerebbe negare uno degli assunti fondamentali di un algoritmo, ovvero la sua capacit\u00e0 di risolvere problemi della stessa classe in modo univoco e ripetibile<\/span><\/strong>.  La variabilit\u00e0 di cui disponiamo, e le dispute accesissime tra subacquei su quale sia la strategia decompressiva (algoritmo) migliore per gestire una immersione, derivano da altrettanta variabilit\u00e0 del modello, non dall\u2019algoritmo sviluppato in base ad esso. Il modello \u00e8 cos\u00ec variabile perch\u00e9 non \u00e8 completa la conoscenza dell\u2019organismo umano che respira gas compressi, e il privilegiare questa o quella ipotesi semplificativa porta alla realizzazione di modelli diversi.<\/span><\/strong><\/p>\n

C\u2019\u00e8 una osservazione importante da fare riflettendo sul tema degli algoritmi e sull\u2019automazione nel trattamento dei dati, due argomenti che naturalmente sono strettamente collegati nel mondo dell\u2019informatica, che ormai pervade quasi ogni aspetto della nostra vita. La qualit\u00e0 di un algoritmo, ovvero la sua efficacia, affidabilit\u00e0 e precisione nel risolvere il problema per il quale \u00e8 stato sviluppato, dipende in modo decisivo dalla qualit\u00e0 ed efficacia del modello di riferimento ideato per descrivere il fenomeno fisico cui si riferisce, e non dal mezzo tramite il quale viene eseguito. Infatti, avere sviluppato un algoritmo per la soluzione di qualunque problema non richiede necessariamente che esso sia tradotto in un programma software da implementare in un computer. Da queste due considerazioni si capisce che molte delle polemiche tra appassionati sull\u2019utilizzo o meno del computer subacqueo in immersione non hanno reale motivo di esistere.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Qualunque subacqueo durante una immersione applica infatti un algoritmo per determinare il profilo decompressivo. Pu\u00f2 essere l\u2019uso di tabelle, la deco-mnemonica, un computer basato su uno dei tanti modelli esistenti, e cos\u00ec via.  Anche il computer subacqueo non fa che seguire fedelmente l\u2019algoritmo implementato, che \u00e8 lo specchio del modello decompressivo utilizzato.<\/p>\n

Coloro che ritengono i computer subacquei inaffidabili o inutili, anzich\u00e9 fare la guerra al computer, dovrebbero chiedere di implementare nel computer gli algoritmi che ritengono pi\u00f9 affidabili, spiegando bene in quali aspetti il modello di riferimento \u00e8 migliore, fornendo dati, prove, test, e verifiche oggettive a supporto<\/span><\/strong>.<\/p>\n

A proposito delle polemiche spesso molto accese tra fautori di questa o quella metodologia decompressiva, che spesso sconfinano nella rissa mediatica quando entra in ballo la questione dell\u2019utilizzo del computer subacqueo, mi piace concludere questo articolo ricordando la vita e l\u2019opera del personaggio che \u00e8 forse stato il pi\u00f9 grande tra i grandi, e che non \u00e8 pi\u00f9 tra noi dall\u2019ormai lontano 1994. Shek Exley<\/span><\/strong>, pioniere dell\u2019immersione in grotta e dell\u2019immersione profonda ed estrema, fu il primo al mondo a registrare a soli 23 anni oltre 1.000 immersioni in grotta, divenute poi nella sua carriera oltre 4.000. Lo scrittore Phillip Finch, nel suo libro \u201cDiving into Darkness<\/span><\/strong>\u201d, arriva ad affermare:  “Lo status di Sheck Exley in questo sport \u00e8 quasi impossibile da sopravvalutare<\/span><\/strong>“. Shek mor\u00ec a 45 anni durante una immersione a Zacaton, un cenote d’acqua dolce del Messico profondo 330 metri, mentre cercava di raggiungere i 1.000 piedi di profondit\u00e0 e stabilire un nuovo record. Citiamo Exley in omaggio all\u2019argomento del presente articolo, proprio perch\u00e9, al di fuori della sua travolgente passione, Sheck era un tranquillo e affabile insegnante di algebra al liceo Suwannee High, a Live Oak, in Florida. <\/span> Aveva per\u00f2 unito la sua professione alla sua passione sviluppando egli stesso i complessi calcoli dei propri profili e algoritmi decompressivi, e dedicando alle immersioni in grotta dei libri divenuti pietre miliari di questo tipo di attivit\u00e0 subacquea. <\/span><\/strong>Ma le qualit\u00e0 di Exley non si fermano al valore tecnico o pionieristico delle sue immersioni.<\/span> <\/strong>Malgrado egli fosse riconosciuto da tutti, anche da coloro che non ne condividevano le idee, come una autorit\u00e0 assoluta nel campo delle immersioni in grotta, non \u00e8 mai entrato in manifesta polemica con qualcuno. Ascoltava le tesi di tutti e evitava a qualunque costo polemiche e contrasti accesi, difendendo le sue opinioni ma lasciando sempre spazio agli altri, ascoltandone attentamente le ragioni. Il suo carattere affabile e bonario sembra quasi in contrasto con i suoi nervi d\u2019acciaio, e la capacit\u00e0 incredibile che egli aveva di dominare le emozioni, mantenendo la lucidit\u00e0 e l\u2019autocontrollo nelle situazioni pi\u00f9 critiche, che avrebbero fatto perdere la tesa a chiunque altro.<\/p>\n

Una lezione di umilt\u00e0 per tutti noi che teniamo sempre un p\u00f2 troppo all\u2019affermazione del nostro ego, soprattutto quando ci capita di trovarci accanto ad una tastiera.<\/span><\/strong><\/p>\n

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

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PAGINA PRINCIPALE<\/span><\/a>
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PARTE I<\/span><\/a> PARTE II<\/span><\/a> PARTE III<\/span><\/a><\/p>\n

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