Zrozumieć Wartości-M
By Erik C. Baker, P.E.
Wersja polska Tomasz Żabierek ,
Izabela Kapuściarek
Hogarthian Divers, lipiec 2005
Artykuł w formacie .pdf (
ze wzgledu na czytelnoćś, niektóre informacje znajdują się jedynie w
wersji .pdf)
Pojęcie nasycenia gazem hipotetycznych „tkanek”
odniesienia oraz Wartości–M (M–values) stanowią podstawowe
elementy modelu dekompresyjnego gazu rozpuszczonego, inaczej nazywanego
”haldanowskim”. Wykorzystując go w szeroko dostępnych
programach komputerowych, nurkowie techniczni zawierzają mu
bezpieczeństwo swoich profili dekompresyjnych. Właściwe zrozumienie
Wartości–M może pomóc w ustaleniu odpowiedniego dla konkretnego
nurkowania poziomu konserwatyzmu oraz w ocenie trafności rozmaitych
profili dekompresyjnych.
Czym są Wartości–M? Pojęcie ”Wartość–M”
wprowadzone zostało przez Roberta D. Workmana w połowie lat
60–tych, kiedy prowadził on badania nad dekompresją dla U.S. Navy
Experimental Diving Unit (NEDU). Workman był lekarzem w stopniu kapitana
w Medical Corps U.S. Navy.
Litera ”M” oznacza ”Maksimum”. Dla danego
ciśnienia zewnętrznego, Wartość–M odpowiada maksymalnej prężności (wartości
ciśnienia) gazu obojętnego wewnątrz, które hipotetyczna
„tkanka” może znieść bez widocznych objawów choroby
dekompresyjnej (DCS). Wartości–M umożliwiają wyznaczenie granicy
tolerowanego gradientu pomiędzy ciśnieniem gazu obojętnego wewnątrz a
ciśnieniem zewnętrznym dla każdej z „tkanek”. Innymi
określeniami Wartości–M są ”granice tolerowanego
nadciśnienia” (limits for tolerated overpressure), ”napięcie
krytyczne” (critical tension) i ”granice przesycenia”
(supersaturation limits). Termin ”Wartość–M” jest
powszechnie stosowany przez twórców modeli dekompresyjnych.
RYS HISTORYCZNY
W modelu gazu rozpuszczonego, czyli w modelu haldanowskim, bezpieczny
profil dekompresji generowany jest poprzez odniesienie wartości
przesycenia każdej z hipotetycznych „tkanek” do kryteriów
ograniczających wynurzenie (ascent limiting criteria). Od pierwszych lat
stosowania modelu, również w jego pierwotnej formie opracowanej w 1908
przez Johna S. Haldane'a, kryteria ograniczające wynurzenie przyjmowały
formę współczynników przesycenia (supersaturation ratios). Haldane
stwierdził, że nurek, którego tkanki zostały nasycone gazem obojętnym
podczas oddychania powietrzem na głębokości 10m może wynurzyć się
bezpośrednio na powierzchnię (poziom morza) bez narażania się na objawy
DCS. Ponieważ ciśnienie otoczenia na głębokości 10m stanowi dwukrotność
ciśnienia na poziomie morza, Haldane uznał, że tolerowany współczynnik
przesycenia wynosi 2:1 i może on być stosowany jako kryterium
ograniczające wynurzenie. Ten przybliżony współczynnik został
wykorzystany przez Haldane'a w jego pierwszych tabelach dekompresyjnych.
W latach późniejszych, aż do lat 60–tych, twórcy różnych modeli
wykorzystywali rozmaite współczynniki dla różnych półokresów
poszczególnych „tkanek”. Większość tabel dekompresyjnych
U.S. Navy stworzona została właśnie w oparciu o metodę współczynników
przesycenia.
Powstał jednak problem. Wiele tak wygenerowanych tabel zawodziło przy
głębszych i dłuższych nurkowaniach. Robert Workman w systematyczny
sposób zrewidował ten model dekompresyjny, wykorzystując w tym celu
badania prowadzone uprzednio dla U.S. Navy i doszedł do kilku istotnych
wniosków. Po pierwsze zauważył, że oryginalny haldanowski współczynnik
2:1 (dla powietrza) powinien w gruncie rzeczy wynosić 1,58:1, jeśli
wziąć pod uwagę ciśnienie parcjalne wyłącznie gazu obojętnego ? azotu.
(W tym czasie wiadomo już było, że tlen nie odgrywa znaczącej roli w
DCS; tylko gazy obojętne, takie jak azot lub hel są odpowiedzialne za
chorobę dekompresyjną) W wyniku przeglądu danych eksperymentalnych
Workman stwierdził, że tkankowe współczynniki tolerowanego stosunku ciśnień
powinny zmieniać się w zależności od półokresów oraz głębokości. Badania
wskazywały, że tkanki szybsze tolerują wyższe wartości przesycenia niż
tkanki wolne i że dla wszystkich tkanek tolerowany współczynnik spada
wraz ze wzrostem głębokości. Następnie, zamiast używać współczynników,
Workman stworzył pojęcie Wartości–M, odpowiadające maksymalnemu
tolerowanemu przez każdą z tkanek na odpowiedniej głębokości ciśnieniu
parcjalnemu gazów obojętnych. Potem stworzył liniową estymację
Wartości–M jako funkcji głębokości i zauważył, że jest ona
zbliżona do rzeczywistych danych eksperymentalnych. Stwierdził, że
”liniowa estymacja wartości M jest również przydatna przy
tworzeniu programu komputerowego”.
WARTOŚCI–M WORKMANA
Przedstawienie przez Workmana Wartości–M w postaci równania
funkcji liniowej stanowiło istotny krok w ewolucji dekompresyjnego
modelu gazu rozpuszczonego. Jego Wartości–M doprowadziły do
wprowadzenia liniowej zależności pomiędzy głębokością (lub ciśnieniem
zewnętrznym) a tolerowanym przez każdą z „tkanek”
odniesienia ciśnieniem gazu obojętnego. Ta koncepcja stanowi ważny
element współczesnego modelu gazu rozpuszczonego, wykorzystywanego przez
wielu twórców modeli dekompresyjnych.
Workman wyraził Wartości–M w postaci par współczynników
przesunięcie–nachylenie równania funkcji liniowej (patrz rys. 1).
Wartość M na powierzchni oznaczana jest symbolem MO [M–zero] i
stanowi punkt przecięcia się wykresu funkcji z osią odciętych przy
ciśnieniu zewnętrznym 1 bar ( głębokości „0” na poziomie
morza). Współczynnik nachylenia funkcji określa się symbolem DM [delta
M], które odpowiada zmianie wartości M wraz ze zmianą ciśnienia na
głębokości.
WARTOŚCI–M BÜHLMANNA
W roku 1959 w Laboratorium Fizjologii Hiperbarycznej Szpitala
Uniwersyteckiego w szwajcarskim Zurichu badania nad dekompresją
rozpoczął profesor Albert A. Bühlmann. W ciągu następnych z górą
trzydziestu lat pracy Bühlmann wprowadził szereg istotnych modyfikacji
do współczesnego rozumienia dekompresji. W 1983 opublikował pierwsze
(niemieckie) wydanie książki ”Decompression – Decompression
Sickness”, która spotkała się z bardzo dobrym przyjęciem. Wersja
anglojęzyczna książki ukazała się w 1984 roku. Praca Bühlmanna była
pierwszym szeroko dostępnym dla społeczności nurkowej, niemal kompletnym
materiałem opisującym problemy i algorytmy wyznaczania dekompresji. W
efekcie ”algorytm bühlmannowski” stał się podstawą
większości komputerów nurkowych i domowej roboty programów komputerowych
do liczenia dekompresji. Kolejne wydania książki pojawiły się (w wersji
niemieckiej) w latach 1990, 1993 i 1995 pod tytułem
”Tauchmedizin”, czyli ”Medycyna nurkowa”.
[Angielskie tłumaczenie czwartego wydania (1995) jest w trakcie
przygotowań].
Zaproponowana przez Bühlmanna metoda liczenia dekompresji była
zasadniczo podobna do tej opisanej przez Workmana. Tu również pojawiają
się Wartości–M opisujące liniową zależność pomiędzy ciśnieniem
zewnętrznym a tolerowanym ciśnieniem gazu obojętnego w hipotetycznych
„tkankach” odniesienia. Podstawowa różnica pomiędzy
podejściami wynikała z faktu, że Wartości–M Workmana opierały się
na pomiarze głębokości (nurkowanie z poziomu morza), podczas gdy
Wartości–M Bühlmanna opierały się na ciśnieniu absolutnym
(uwzględniającym wysokość nad poziomem morza). Wynikało to w dość
oczywisty sposób z odmiennego kontekstu pracy badaczy ? Workman zajmował
się nurkowaniami prowadzonymi przez U.S. Navy (odbywającymi się na
poziomie morza), podczas gdy Bühlmanna interesowało nurkowanie w wysoko
położonych górskich jeziorach Szwajcarii.
Bühlmann opublikował dwa zestawy Wartości–M, które następnie
rozpowszechniły się w środowisku nurkowym ? zbiór ZH–L12 z wydania
książki z roku 1983 roku i ZH–L16 w wydaniu z 1990 roku i
późniejszych. ”ZH” oznacza tu rodzinne miasto autora ?
ZüricH, natomiast ”L” jest skrótem od ”Limit”.
Liczby 12 i 16 odpowiadają liczbie par współczynników dla równania
Wartości–M dla poszczególnych „tkanek” odniesienia dla
helu i azotu. Zbiór ZH–L12 liczy dwanaście par współczynników dla
szesnastu „tkanek” odniesienia, przy czym te
Wartości–M zostały określone empirycznie (tj. w wyniku
przeprowadzania rzeczywistej dekompresji). Zbiór ZH–L16A liczy
szesnaście par współczynników dla szesnastu „tkanek”
odniesienia, a ich wartości zostały wyprowadzone matematycznie z
półokresów na podstawie tolerowanej objętości nadmiarowej oraz
rozpuszczalności gazów obojętnych. Zbiór ZH–L16A Wartości–M
dla azotu został później podzielony na podzbiory B i C, jako że
wyprowadzony zestaw A okazał się w rzeczywistości zbyt mało
konserwatywny dla średnich przedziałów tkankowych. Zmodyfikowany (nieco
bardziej konserwatywny) zestaw B rekomenduje się do wykorzystania przy
tworzeniu tabel, natomiast zestaw C ? do oprogramowania komputerów
nurkowych, liczących dekompresję w czasie rzeczywistym.
Podobnie jak w przypadku Workmana, Wartości–M Bühlmanna wyraża
się w formie funkcji liniowej (patrz rys. 1). Współczynnik a określa
wartość przesunięcia przy zerowym ciśnieniu zewnętrznym (absolutnym), a
współczynnik b jest odwrotną nachylenia. [Uwaga: zerowy współczynnik a
nie oznacza, że człowiek może znieść zerowe ciśnienie otoczenia! Jest to
wyłącznie matematyczny wymóg równania. Dolna granica zastosowania
Wartości–M Bühlmanna jest rzędu 0.5 atm/bar.]

Rysunek 1.
WARTOŚCI–M DCAP i DSAT
Wielu nurków technicznych spotkało się ze zbiorem 11F6 Wartości–M,
używanym przez Hamilton Research Decompression Computation and Analysis
Program (DCAP). Zbiór ten stworzony został przez Dr Billa Hamiltona i
jego współpracowników podczas prac nad nowymi powietrznymi tabelami
dekompresyjnymi dla marynarki szwedzkiej. Wartości–M ze zbioru
11F6 sprawdziły się nie tylko w nurkowaniach powietrznych, ale również
trimiksowych i stanowią podstawę wielu tabel dekompresyjnych powszechnie
używanych przez nurków technicznych.
Nurkowie sportowi znają również Recreational Dive Planner (RDP),
rozpowszechniany przez Professional Association of Diving Instructors
(PADI). Wartości–M wykorzystane w RDP zostały wygenerowane przez
Dr Raymonda E. Rogersa, Dr Michaela R. Powella i ich współpracowników ze
stworzonej przez PADI organizacji Diving Science and Technology (DSAT).
Wartości–M DSAT–u przetestowano empirycznie w czasie
nurkowań analizowanych z wykorzystaniem ultrasonografii dopplerowskiej.
PORÓWNANIE WARTOŚCI–M
Tabele od 1 i 2 prezentują porównanie Wartości–M dla azotu i helu
przyjmowane w rozmaitych dekompresyjnych algorytmach haldanowskich,
omawianych w tym artykule. Dla celów porównawczych wszystkie
Wartości–M przedstawione są w formacie Workmana. Widać doskonale
ewolucję i doskonalenie Wartości–M od Workmana (1965) do Bühlmanna
(1990). Zasadniczy trend polega na rosnącym poziomie konserwatyzmu.
Stanowi on odzwierciedlenie intensywniejszej walidacji parametrów modelu
(doświadczalnego sprawdzania jakości działania) i obejmuje wykorzystanie
ultrasonografii dopplerowskiej do monitorowania obecności i ilości
”cichych pęcherzyków” (silent bubbles), tj. pęcherzyków,
których obecność w układzie krążenia jest wykrywalna, ale nie wiąże się
z widocznymi objawami choroby dekompresyjnej.
SPÓJNOŚĆ WARTOŚCI–M
Jednym z wniosków narzucających się po porównaniu Wartości–M
stosowanych w różnych algorytmach jest konkluzja, że różnice pomiędzy
nimi są stosunkowo niewielkie. Innymi słowy, wartości określone przez
niezależnych badaczy z różnych krajów są raczej spójne. To dobry znak,
bo oznacza, że nauce udało się dość jednoznacznie wyznaczyć próg dla
występowania symptomów choroby dekompresyjnej w populacji ludzkiej.
FORMAT WARTOŚCI–M
Wartości–M są często przedstawiane w postaci równania liniowego,
takiego jak zaproponowane przez Workmana lub Bühlmanna. Jest to idealny
format dla programowania komputerowego, ponieważ pozwala na liczenie
Wartości–M w czasie rzeczywistym, zgodnie z zapotrzebowaniem.
Postać liniowa funkcji pozwala również na przedstawianie
Wartości–M na wykresie.
Mogą one również być prezentowane w formie macierzy lub tabeli. W
takim wypadku uprzednio wyliczone dla każdej „tkanki”
odniesienia i dla każdej głębokości przystanku Wartości–M są
zorganizowane w rzędach i kolumnach. Taki sposób przedstawienia przydaje
się do dokładnego porównania i analizy. Niektóre z wcześniejszych
komputerów nurkowych i programów, w procesie obliczeń wykorzystywały
tabele do wyszukiwania Wartości–M dla każdego przystanku.
WŁASNOŚCI WARTOŚCI–M
Zbiory Wartości–M można podzielić na dwie kategorie ? zbiory
bezdekompresyjne i dekompresyjne. Bezdekompresyjne Wartości–M
odnoszą się wyłącznie do bezpośredniego wynurzenia na powierzchnię, a
przykładem takiego zbioru są wartości z DSAT RDP. Pozbawione przystanków
profile zaprojektowane są tak, aby przesycenie żadnej z
„tkanek” nie przekroczyło powierzchniowych Wartości–M.
Pozwala to na wynurzenie się bezpośrednio na powierzchnię w dowolnym
momencie nurkowania. Niektóre algorytmy bezdekompresyjne w swoich
wyliczeniach uwzględniają również tempo wynurzenia i zanurzenia.
Dekompresyjne Wartości–M charakteryzują się wykorzystaniem
parametru nachylenia funkcji liniowej, który określa zmianę
Wartości–M w zależności od zmieniającego się ciśnienia
zewnętrznego. Wartość parametru zależy od półokresu konkretnej
hipotetycznej „tkanki” odniesienia. Generalnie szybsze
tkanki mają większy kąt nachylenia, niż tkanki wolne, co wynika z faktu,
że tkanki szybkie tolerują wyższe przesycenia. Jeśli współczynnik
nachylenia jest większy od 1.0, linia Wartości–M odchyla się w
górę i wraz ze wzrostem głębokości rośnie tolerancja przedziału
tkankowego na przesycenie. Stały współczynnik równy 1.0 oznacza, że
wartość tolerowanego gradientu przesycenia pozostanie niezmieniona
niezależnie od głębokości. Współczynnik nachylenia nigdy nie może być
mniejszy, niż 1.0, w przeciwnym wypadku linia Wartości–M
przecięłaby w którymś momencie linię ciśnienia otoczenia, co
odpowiadałoby nieprawdziwej sytuacji, gdy tkanka nie może znieść nawet
ciśnienia otoczenia.
LINIA CIŚNIENIA OTOCZENIA
Linia ciśnienia otoczenia jest kluczowym punktem odniesienia dla całego
wykresu ciśnień. Linia ta ma współczynnik nachylenia 1.0 i stanowi po
prostu zbiór punktów, w których ciśnienie gazu obojętnego wewnątrz
„tkanki” jest równe ciśnieniu otoczenia. Jest to o tyle
istotne, że w momencie, gdy ciśnienie gazu w tkankach przekroczy linię
ciśnienia otoczenia, powstaje gradient przesycenia. Wartość–M
odpowiada ustalonej granicy tolerowanego gradientu nadciśnienia ponad
linię ciśnienia otoczenia.
STREFA DEKOMPRESJI
Strefa dekompresji (decompression zone) jest obszarem wykresu ciśnień
ograniczonym z jednej strony przez linię ciśnienie otoczenia, a z
drugiej ? przez linię Wartości–M (patrz rys. 3). W kontekście
modelu gazu rozpuszczonego obszar ten odpowiada funkcjonalnej strefie, w
której zachodzi proces dekompresji. W teorii wskazany jest pozytywny
gradient ciśnienia, czyli przekroczenie linii ciśnienia otoczenia, by
„tkanka” zaczeła się odsycać. W niektórych przypadkach, na
przykład przy wysokiej frakcji tlenu w mieszance, „tkanka”
może się odsycać, choć całkowite ciśnienie parcjalne gazu obojętnego
wewnątrz jest niższe od ciśnienia otoczenia. Efektywny profil
dekompresji charakteryzuje się jednak tym, że ciśnienie w
„tkance” kontrolującej wynurzenie pozostaje cały czas w
strefie dekompresji. Ciśnienie gazu dla różnych „tkanek”
może w profilu dekompresyjnym wpadać w lub opuszczać strefę dekompresji,
zależnie od tego, która „tkanka” kontroluje wynurzenie w
danym momencie. Generalnie tkanki szybkie pierwsze wejdą w strefę
dekompresji i będą kontrolować wynurzenie (wartości przesycenia
najbardziej zbliżone do Wartości–M), poczym profil dekompresyjny
będzie kolejno kontrolowany przez coraz wolniejsze tkanki.
ZŁOŻONE GAZY OBOJĘTNE
Współczesne modele gazu rozpuszczonego odwołują się do pojęcia złożonych
gazów obojętnych, przyjmując, że całkowite ciśnienie gazu obojętnego w
hipotetycznej „tkance” odniesienia stanowi sumę ciśnień
parcjalnych gazów obojętnych obecnych w niej, nawet jeśli każdy z tych
gazów charakteryzuje się innym półokresem dla danej tkanki.
Algorytmy dekompresyjne dla mieszanek gazowych muszą rozwiązać
problem obecności różnych gazów w mieszaninie oddechowej, jak na
przykład hel i azot w trimiksie. Sposób wykorzystania Wartości–M w
tej sytuacji różni się w zależności od algorytmu. Niektóre metody
przyjmują jedną Wartość–M dla obu gazów ? zwykle jest nią
Wartość–M dla azotu. W algorytmie Bühlmanna wylicza się pośrednią
Wartość–M, stanowiącą średnią Wartości–M dla azotu i helu,
uwzględniającą proporcję tych gazów w przedziale tkankowym. W równaniu
liniowym Wartości–M współczynniki a (He+N2) i b (He+N2) w
następujący sposób uwzględniają ciśnienie parcjalne helu (PHe) i azotu
(PN2):
a (He+N2) = [a (He) x PHe + a (N2) x PN2] / [PHe + PN2];
b (He+N2) = [b (He) x PHe + b (N2) x PN2] / [PHe + PN2].
CO PRZEDSTAWIAJĄ WARTOŚCI–M?
Dość powszechnie funkcjonującym wśród nurków nieporozumieniem jest
przekonanie, ze Wartości–M stanowią wyraźną granicę pomiędzy
wystąpieniem a niewystąpieniem choroby dekompresyjnej. W efekcie
niektórzy nurkują na samej granicy wyznaczonej przez tabele lub komputer
nurkowy. Medycyna nurkowa dowodzi jednak, że granice wyznaczone przez
Wartości–M okazują się czasem zawodne, w stopniu zależnym od
indywidualnych predyspozycji i konkretnej sytuacji. W efekcie
trafniejszym określeniem Wartości–M będzie uznanie jej za
”wyraźną granicę biegnącą przez rozmytą, szarą strefę”
(patrz rys. 2). Powody tego niedookreślenia wiążą się ze złożonością
ludzkiej fizjologii, zróżnicowaniem indywidualnym i czynnikami
predysponującymi do wystąpienia choroby dekompresyjnej.
Generalnie model gazu rozpuszczonego sprawdził się, a wiedza, stojąca
u jego podstawy, wciąż się rozwija. Przykładowo, początkowo
przypuszczano, że cały gaz obojętny pozostaje w stanie rozpuszczonym, a
jakiekolwiek pęcherzyki oznaczają wystąpienie choroby dekompresyjnej.
Obecnie wiemy, że ciche pęcherzyki obecne są nawet podczas nurkowań,
które nie wywołują żadnych symptomów. W rzeczywistości w czasie
nurkowania mamy do czynienia z kombinacją obu czynników ? większość gazu
jest rozpuszczona, część natomiast przybiera postać pęcherzyków.
Wartość–M odnosi się zatem nie tylko do tolerowanego gradientu
przesycenia, ale również do tolerowanej ilości pęcherzyków.
Wartości–M są przetestowane doświadczalnie, tj. powstały w wyniku
autentycznych nurkowań dekompresyjnych z udziałem ludzi. Testy
prowadzone są na stosunkowo małych próbach, w zamierzeniu
reprezentujących szeroką populację nurków. Choć dane na temat
przybliżonego progu, powyżej którego mogą wystąpić objawy DCS
(Wartości–M) są dobre, proces taki nie pozwala na pełną
przewidywalność i nie daje absolutnej gwarancji każdemu nurkowi. Wiemy
również z doświadczenia, że pewne czynniki zwiększają szansę wystąpienia
choroby dekompresyjnej: kiepska kondycja fizyczna, otyłość, zmęczenie,
środki odurzające i alkohol, odwodnienie, bardzo zimna woda,
niezasklepiony otwór owalny itd. Indywidualna podatność na DCS może
również wahać się z dnia na dzień dla jednej i tej samej osoby.
WARTOŚCI–M I KONSERWATYZM
Wartości–M wiążą się z ograniczonymi – o ile w ogóle
występującymi – symptomami oraz zmniejszonym ryzykiem. Kryteria te
nie muszą być jednak akceptowalne dla wszystkich nurków. Wielu wolałoby
utrzymywać swoje profile dekompresyjne w strefie ”brak
symptomów” i ”bardzo niskie ryzyko”. Na szczęście
twórcy modeli i programów dekompresyjnych doskonale rozumieją, że
wyliczenia oparte wyłącznie na Wartościach–M nie mogą stanowić
podstawy tabel dekompresyjnych wystarczająco godnych zaufania dla
wszystkich nurków i we wszystkich sytuacjach. Dlatego też programy
dekompresyjne pozwalają na uwzględnienie w obliczeniach dodatkowego
konserwatyzmu.

Rysunek 2.
Niektóre metody uwzględniają w obliczeniach: wyższą frakcję gazu
obojętnego, głębokość większą od faktycznej głębokości nurkowania,
dłuższy od faktycznego czas denny lub zwiększenie półokresów w fazie
dekompresji. Niektóre programy wykorzystują więcej niż jedną z
wymienionych metod. Właściwie zastosowane, wszystkie te metody okazują
się skuteczne. Nurkowie szacują stopień ich skuteczności na podstawie
dodatkowego czasu dekompresyjnego i głębokości rozpoczęcia dekompresji
oraz poprzez indywidualną ocenę efektów wygenerowanych profili.
ZALEŻNOŚCI WARTOŚCI–M
Podstawowe zależności związane z Wartościami–M i wyliczeniami
dekompresji zostały przedstawione na wykresie ciśnień na rys. 3.
Obliczenia bazujące na wykorzystaniu określonego procentu
Wartości–M wykorzystywane były przez wielu twórców modeli
dekompresyjnych na przestrzeni lat. Przykładowo profesor Bühlmann wiele
z przeprowadzonych przez siebie prób oceniał na podstawie procentowego
wykorzystania Wartości–M i dane te przedstawił w swoich
publikacjach.

Rysunek 3.
Procent Gradientu Wartości–M (Percent M–value Gradient)
określa, jak daleko dany profil dekompresyjny wkroczył w strefę
dekompresji. 0%–wy Gradient Wartości–M jest równoznaczny z
krzywą ciśnienia otoczenia i stanowi dolną granicę strefy dekompresji.
100% Gradient Wartości–M jest dokładnie prostą Wartości–M i
wyznacza górną granicę obszaru.
ANALIZA PROFILI
Większość nurków chce wiedzieć dokładnie, jaką rolę odgrywają
współczynniki konserwatyzmu (conservatism factors) w ich komputerowych
programach dekompresyjnych. Większa głębokość i czas trwania dekompresji
generowane w wyniku założenia rosnącego konserwatyzmu są oczywiście
widoczne, ale warto również mieć dostęp do dokładniejszej informacji.
Zarówno procent Wartości–M jak i procent Gradientu
Wartości–M przydają się w analizie i ocenie profilów
dekompresyjnych. Wykorzystanie standardowego zbioru Wartości–M
jako punktu odniesienia, pozwala w spójny sposób ocenić różne profile,
również te, które wygenerowane zostały na podstawie zupełnie odmiennych
programów, algorytmów i modeli dekompresyjnych.
UNIWERSALNE WAROŚCI ODNIESIENIA
Większość, o ile nie wszystkie programy dekompresyjne wykorzystywane
przez nurków technicznych, odwołuje się do Wartości–M ZH–L16
Bühlmanna. Wartości te powstały i zostały przetestowane w szerokim
spektrum ciśnień otoczenia, od nurkowania na wysokości, po głębokie
nurkowania w morzu. Jeśli korzysta się z nich z właściwym
konserwatyzmem, stanowią rzetelną podstawę nurkowania technicznego (o
ile cokolwiek można uznać za rzetelne w nie do końca doprecyzowanej
dziedzinie wiedzy). Faktycznie stały się one światowym standardem, który
może służyć za uniwersalny punkt odniesienia przy porównywaniu i ocenie
profili dekompresyjnych.
Włączenie do profilu dekompresyjnego procentu Wartości–M i
procentu Gradientu Wartości–M w sumarycznej formie jest stosunkowo
łatwym zadaniem dla twórców programów dekompresyjnych. Tabela 3 jest
tego przykładem i przedstawia wpływ współczynników konserwatyzmu
używanych w jednym z komercyjnych programów dekompresyjnych. Przy
współczynniku konserwatyzmu na poziomie 0% profil osiąga 90%
Wartości–M i wkracza w strefę dekompresji na 70% (70% Gradientu
Wartości–M). Narzuca się obserwacja, że program ma wbudowany
bazowy konserwatyzm, skoro żadna z wartości nie osiąga w tym momencie
100%. Przy współczynniku konserwatyzmu 50% (rekomendowanym w instrukcji
do programu), profil osiąga 85% Wartości–M i wkracza w strefę
dekompresji na 40–50%. Przy 100% współczynniku konserwatyzmu
profil osiąga 77% Wartości–M i wkracza w strefę dekompresji na
20–35%. Warto zauważyć, że wartości podane w Tabeli 3 odnoszą się
do momentu osiągnięcia danego przystanku w procesie wynurzenia, czyli do
najgorszego przypadku. Odpowiada to poruszaniu się w profilu po
”schodkach” nasycenia gazem przedstawionych na wykresie
ciśnień (patrz przykład na rys. 3). Najwyższe wartości dla wszystkich
profili wyliczone są w momencie wynurzenia się na powierzchnię, co
wyjaśnia dlaczego rozsądnie jest wynurzać się bardzo powoli z ostatniego
przystanku.
MARGINES BEZPIECZEŃSTWA
Wykorzystanie standardowego zbioru Wartości–M jako punktu
odniesienia pozwala nurkom na indywidualne dopasowanie poziomu
konserwatyzmu dekompresji. Wybrany margines bezpieczeństwa zależeć
będzie od osobniczych upodobań i wcześniejszych doświadczeń
dekompresyjnych. Uczciwa ocena własnych możliwości nurkowania
dekompresyjnego jest zawsze konieczna. Na przykład autor tego artykułu
(pracownik biurowy), uznał za stosowny dla siebie limit 85%
Wartości–M i 50–60% Gradientu Wartości–M dla typowych
nurkowań trimiksowych.
Aby zapewnić stały margines bezpieczeństwa, profil dekompresyjny może
być dostosowany bezpośrednio do założonego z góry procentu Gradientu
Wartości–M. Przewagą takiego podejścia jest pełna spójność na
przestrzeni całego zakresu ciśnienia otoczenia i całkowita kontrola nad
powstałym w ten sposób profilem.
O Autorze:
Erik C. Baker jest inżynierem elektrykiem, pracującym w firmie
doradztwa inżynieryjnego na Florydzie. Jego hobby to badania nad
dekompresją i fizjologią nurkowania. Napisał w FORTRANIE kilka programów
do liczenia i analizy dekompresji. Erik jest certyfikowanym nurkiem
jaskiniowym i trimiksowm.
O autorach wersji polskiej:
Tomasz Żabierek jest inżynierem robotykiem, kierownikiem
pracowni projektowej w warszawskiej firmie PRO–CONTROL. Jego hobby
to nurkowanie techniczne, posiada stopień Instruktor Trainera IANTD oraz
wszystkie stopnie instruktorskie tejże organizacji. Od wielu lat zajmuje
się analizą algorytmów dekompresyjnych oraz technikami dekompresyjnymi
stosowanymi w nurkowaniach technicznych;
Izabela Kapuściarek jest psychologiem ewolucyjnym i społecznym,
zajmującym się badaniami rynku w globalnym marketingu firmy Shell, a dla
przyjemności nurkowaniem. Posiada stopien IANTD Advanced Nitrox i PADI
Divemaster, obecnie przygotowuje się do nurkowań technicznych i
jaskiniowych.