Calcoli del computer subacqueo sono fondamentali per i subacquei per garantire la sicurezza e ottimizzare le loro esperienze subacquee. Questi calcoli, integrati nei moderni computer subacquei, aiutano a gestire i vari fattori che influenzano un'immersione, come profondità, pressione, consumo di gas e decompressioneForniscono ai subacquei dati in tempo reale, essenziali per mantenere limiti di immersione sicuri, calcolare il consumo d'aria, monitorare le esigenze di decompressione e determinare la migliore miscela di gas per ogni immersione.
I computer subacquei sono in grado di elaborare più calcoli contemporaneamente per supportare le esigenze del subacqueo. Questi calcoli si basano su principi fisici e fisiologici, garantendo la sicurezza del subacqueo in ambienti con pressioni e miscele di gas variabili.
Formula di calcolo del computer subacqueo
1. Conversione di profondità e pressione
Formula della pressione idrostatica:
Per calcolare la pressione assoluta a una data profondità, si utilizza la seguente formula:
P = P₀ + ρgh
Dove:
- P = pressione assoluta (bar o atmosfere)
- P₀ = pressione superficiale (1 atm o 1.01325 bar)
- ρ = densità di acqua (1029 kg/m³ per l'acqua di mare, 1000 kg/m³ per l'acqua dolce)
- g = accelerazione gravitazionale (9.81 m/s²)
- h = profondità in metri
Per conversioni più semplici da profondità a pressione:
- Per l'acqua di mare: P(atm) = 1 + (profondità in metri × 0.1)
- Per l'acqua dolce: P(atm) = 1 + (profondità in metri × 0.097)
2. Calcoli del consumo di gas
Consumo di aria superficiale (SAC):
SAC = Volume del serbatoio × (Pressione iniziale – Pressione finale) ÷ Tempo di immersione
Volume minuto respiratorio (VRM):
RMV = SAC × (1 atm / Pressione in profondità)
Durata del gas in profondità:
Durata (minuti) = (Pressione del serbatoio – Pressione di riserva) × Volume del serbatoio ÷ (RMV × Pressione ambiente)
3. Calcoli di decompressione
Algoritmo Bühlmann ZH-L16:
Questo algoritmo calcola la saturazione del compartimento tissutale e consente tempi di decompressione sicuri in base alla profondità e tempoLa formula per la saturazione dei tessuti è:
P(t) = P₀ + (Pamb – P₀) × (1 – e^(-k×t))
Dove:
- P (t) = pressione del gas inerte nel tessuto al tempo t
- P₀ = pressione iniziale del gas inerte
- Pamb = pressione ambiente del gas inerte
- k = costante del gas (0.693 ÷ tempo di dimezzamento del tessuto)
- t = tempo di esposizione
Velocità massima di risalita:
Le velocità di risalita standard sono:
- 9-10 metri/minuto per profondità < 30 m
- Ridotto a 6 metri/minuto per profondità > 30 m
4. Calcoli Nitrox
Profondità operativa massima (MOD):
MOD = ((PO₂max ÷ FO₂) – 1) × 10
Dove:
- PO₂max = pressione parziale massima dell'ossigeno (tipicamente 1.4 bar)
- FO₂ = frazione di ossigeno nel gas respirabile
Profondità aerea equivalente (EAD):
EAD = ((1 – FO₂) × Profondità) ÷ 0.79
Miglior mix:
FO₂ = PO₂max ÷ (Profondità/10 + 1)
5. Calcolo del limite di non decompressione (NDL)
NDL = (ln(valore M/Pamb) ÷ k) × (-1)
Dove:
- Valore M = pressione tissutale massima ammissibile
- Pamb = pressione ambiente del gas inerte
- k = costante del tessuto
Calcoli avanzati
6. Calcoli Trimix
Profondità narcotica equivalente (END):
FINE = ((FN₂ + FHe) × Profondità) ÷ 0.79
Elio Miglior Mix:
FHe = 1 – FO₂ – (END × 0.79 ÷ Profondità)
7. Calcoli della pressione parziale
Pressione parziale di un gas:
Pgas = Fgas × Pamb
Dove:
- Pgas = pressione parziale del gas
- Fgas = frazione del gas nella miscela
- Pamb = pressione ambiente
8. Calcoli del volume critico
Volume critico del gas:
Vcrit = ((P₁ × V₁) ÷ P₂) × T₂ ÷ T₁
Dove:
- P₁, V₁, T₁ = pressione iniziale, volume e temperatura
- P₂, T₂ = pressione e temperatura finali
Termini generali per i calcoli del computer subacqueo
Questa tabella fornisce termini generali e conversioni spesso ricercati dai subacquei e utili per i calcoli dei computer subacquei.
| Termine | Descrizione |
|---|---|
| Pressione superficiale (P₀) | pressione atmosferica in superficie (1 atm o 1.01325 bar) |
| Pressione ambiente (Pamb) | La pressione totale a una data profondità (inclusa la pressione superficiale) |
| Volume minuto respiratorio (RMV) | Il volume d'aria che un subacqueo consuma al minuto a una data profondità |
| Tempo di immersione | Durata dell'immersione (in minuti) |
| Nitrox | Una miscela di ossigeno e azoto utilizzata per immersione |
| Limite di decompressione (NDL) | Il tempo massimo che un subacqueo può trascorrere a una profondità senza dover effettuare soste di decompressione |
Esempio di calcoli del computer subacqueo
Supponiamo che un subacqueo abbia una bombola da 12 litri e inizi un'immersione a una profondità di 30 metri. La pressione iniziale è di 200 bar e quella finale di 50 bar. Il subacqueo utilizza la formula del consumo d'aria in superficie (SAC) per stimare il consumo di gas:
SAC = 12 × (200 – 50) ÷ 45 (tempo di immersione in minuti)
SAC = 12 × 150 ÷ 45 = 400 litri/ora
Successivamente, il subacqueo vuole calcolare la durata del gas a una profondità di 30 metri. Si ipotizzi una pressione di riserva di 50 bar e un volume respiratorio minuto (VRM) di 0.75. Utilizzando la formula per la durata del gas:
Durata = (200 – 50) × 12 ÷ (0.75 × 3.2)
Durata = 150 × 12 ÷ 2.4 = 750 minuti
Ciò significa che il subacqueo ha a disposizione circa 750 minuti di aria a 30 metri con i parametri specificati.
Domande frequenti più comuni
Più in profondità si scende, maggiore è la pressione ambiente, che aumenta la quantità d'aria consumata. Per questo motivo, i subacquei devono monitorare attentamente il consumo di gas a profondità maggiori.
L'algoritmo di Bühlmann aiuta a calcolare tempi di decompressione sicuri, prevenendo la malattia da decompressione (le cosiddette "decompression sickness") tramite il controllo dell'accumulo di gas inerti nei tessuti corporei.
Il Nitrox è una miscela di ossigeno e azoto con un contenuto di ossigeno superiore a quello dell'aria normale. Viene utilizzato per ridurre l'assorbimento di azoto durante le immersioni, consentendo immersioni più lunghe e riducendo il rischio di malattia da decompressione.