Modellen en criteria. 1 Inhoud. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 1 1 INHOUD INLEIDING... 2

Modellen en criteria 1 Inhoud 1 INHOUD... 1 2 INLEIDING... 2 3 HET MODEL VAN HALDANE (1908)... 2 3.1 KOC... 2 3.2 WEEFSELS... 3 3.3 EXPONENTIËEL VERLOOP... 3 3.4 TRAPDIEPTE... 3 3.5 DE HALDANE TABELLEN... 3 3.6 BEREKENINGSVOORBEELD... 4 4 LEONARD HILL (1912)... 5 5 HET US-NAVY MODEL... 5 5.1 USNAVY 1930... 5 5.2 USNAVY 1937... 5 5.3 USNAVY 1955... 5 5.3.1 Weefsels... 5 5.3.2 Tabel van Workman... 6 5.3.3 Successieve duiken... 6 6 HET MODEL VAN HEMPLEMAN... 8 7 HET CRITERIUM VAN BÜHLMANN (1960)... 9 8 HET DCIEM KS1983 MODEL... 10 8.1 SERIEEL MODEL:... 10 9 HET BÜHLMANN ADAPTIVE MICRO-BUBBLE MODEL... 11 10 HET VARIABLE PERMEABILITY MODEL (VPM)... 11 10.1 MICROBELLEN GROEIEN OF VERSCHROMPELEN... 11 10.2 HET BELHUIDJE OF SKIN... 11 10.3 VERONDERSTELLINGEN VOOR DE DUIKER... 12 10.4 IMPLICATIES VAN HET MODEL... 12 11 HET REDUCED BUBBLE GRADIENT MODEL... 12 Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 1

2 Inleiding Een wiskundig model is een beeld of een visie waarop de wiskundige berekeningen gebaseerd zijn. Vaak is de realiteit een zo complex gegeven dat het exact berekenen onmogelijk is. Om toch praktische berekeningen te kunnen maken gaan we de realiteit wat vereenvoudigen. We gaan met andere woorden werken met een model. Een voorbeeldje is de rechte afstand bepalen tussen twee punten A en B. Vroeger dacht men dat de aarde plat was en was de afstand dan ook de afgelegde weg tussen A en B. Nemen we echter het model waarin de aarde een bol is dan hebben andere formules om de afstand tussen A en B te berekenen. De resultaten van de berekeningen zijn dus maar zo nauwkeurig als het model is. Hoe nauwkeuriger het model, hoe moeilijker de berekeningen maar hoe betrouwbaarder de resultaten. De processen van verzadiging en ontzadiging die in ons lichaam afspelen zijn zo complex dat ze tot de dag van vandaag nog niet volledig gekend zijn. Ook om deze berekeningen te kunnen maken zullen we een model opstellen. Dit model zal beschrijven hoe de weefsels verzadigen en ontzadigen. Het model beschrijft de berekening van de opgeloste stikstof in ons lichaam maar zegt niets over het ontstaan van een decompressieongeval. Het criterium voor het ontstaan van een decompressieongeval zal bij elke hoeveelheid opgeloste stikstof aangeven tot welke diepte we mogen stijgen. Het decompressiecriterium, ook wel hypothese genoemd, zal dus het plafond en de trapdiepte bepalen. De duur van de trappen worden bepaald door enerzijds het model want dat beschrijft het ontzadigingsproces en anderzijds het decompressiecriterium want dat bepaalt wanneer we verder mogen stijgen. 3 Het model van Haldane (1908) John Scott Haldane is de pionier op gebied van tabellen en duikcomputers. Hij legde de 4 grondslagen om tabellen en later ook duikcomputers te kunnen maken. 3.1 KOC Haldane deed experimenten op geiten 1,5 à 2 uur onder druk (hij dacht volledige verzadiging) en stelde vast dat ze blijkbaar zonder problemen naar halve druk konden terug gebracht worden. Besluit: de grootst toegelaten oververzadiging is 2 (dwz dubbel zoveel stikstofdruk van het opgeloste gas als in de omgeving). Als we de Oververzadigings - Coëfficiënt definiëren als de verhouding van de opgeloste stikstofdruk tot de omgevingsdruk, dan mocht die volgens Haldane maximaal 1.58 (=2 x 0.79 / 1) bedragen. Deze maximaal toegelaten verhouding noemt men dan de Kritische Oververzadigings Coëfficiënt. p OC = p KOC = og abs p ogmax p abs = M (0) p abs Het criterium voor het al dan niet ontstaan van een decompressie ongeval is dus een KOC (verhouding van drukken). Het criterium van Haldane staat dan ook bekend als de kritische verhoudings hypothese (een hypothese is een veronderstelling). Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 2

3.2 Weefsels Om de hoeveelheid stikstof voor te stellen in het lichaam veronderstelde haldane 5 weefsels met periodes varierend van 5 tot 75 minuten. Deze weefsels waren dan representatief voor alle reële weefsels in het lichaam. Hij koos de weefsels met periode 5,10,20,40 en 75 minuten en noemde ze T5, T10, T20, T40 en T75 van de Engelse benaming Tissue (weefsel). Merk op dat na twee uur waar Haldane dacht dat de geiten verzadigd waren T75 nog lang niet verzadigd was. Hiervoor moest Haldane de geiten 5 uur onder druk zetten. Om het Haldane model volledig te maken nam hij aan dat alle weefsels verzadigen en ontzadigen met de omgevingsdruk. Hiermee wordt bedoeld dat elk weefsel rechtstreeks in contact is met de omgevingsdruk. 3.3 Exponentiëel verloop Als een vloeistof niet verzadigd is, dan is er steeds een verschil tussen de druk van de opgeloste stikstof (Pog) en de druk van stikstof in contact met die vloeistof (ppn2). Dit is de gradiënt. Handane veronderstelde dat de snelheid waarmee deze weefsels stikstof (gas) verzadigen of ontzadigen evenredig is met de gradiënt. p = p + tijdsfactor og begin gradiënt Hieruit volgt dat het verloop van verzadigen en ontzadigen een exponentieel verloop kent. Om dit eenvoudiger te kunnen berekenen kunnen we daarvoor gebruik maken van de tabellen T en U en de formule Waarin: Pog = de druk van het opgeloste gas na een bepaalde tijd Pbegin = de druk van het opgeloste gas in het begin Tijdsfactor = een factor die aangeeft hoeveel het weefsel verzadigd is in %/100. Gradiënt = het verschil in druk van het opgeloste gas en de partiele druk van dat gas in de omgeving. Deze tijdsfactor kunnen we rechtstreeks vinden in tabel T door de tijd vertikaal en het betreffende weefsel horizontaal te zoeken. We kunnen hem ook vinden in de tabel U door de tijd te delen door de periode van het weefsel waarvan we de verzadiging zoeken door van dit quotiënt de kruising van de eerste twee cijfers vertikaal en het derde cijfer horizontaal te zoeken. 3.4 Trapdiepte Haldane zag in dat de grootste drukveranderingen gebeuren vlak bij de oppervlakte. Hij besloot hieruit dat de trappen op 10, 20, voet moesten worden uitgevoerd (= 3, 6, meter). Ook dit werd later door de USNavy overgenomen en wordt nog steeds in veel duikcomputers gebruikt. 3.5 De Haldane Tabellen Haldane kon met behulp van zijn opgestelde verzadigingsformules (die nu nog steeds in de modernste duikcomputers gebruikt worden) de hoeveelheid stikstof in "onze" weefsels berekenen. Hij had ook een maximale hoeveelheid stikstof berekend die niet mocht overschreden worden. Haldane had dus alles wat er nodig was om een tabel te berekenen. Haldane had dan ook drie tabellen berekend nl. één waarin de decompressie korter was dan 30 minuten, één waarin de Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 3

decompressie langer was dan 30 minuten en één voor diepe duiken. Deze tabellen werden in 1908 door de Engelse Royal Navy aanvaard 3.6 Berekeningsvoorbeeld Hoeveel zijn T5, T10 en T20 verzadigd na 20 minuten op 30 meter? Weefsel pog begin ppn2 30m gradiënt tijdsfactor pog T5 0,79 3,16 2,37 0,9375 3,012 T10 0,79 3,16 2,37 0,75 2,568 T20 0,79 3,16 2,37 0,5 1,975 T40 0,79 3,16 2,37 0,2929 1,484 T120 0,79 3,16 2,37 0,1091 1,049 Volgens Haldane mocht de druk probleemloos gehalveerd worden (van 3.012 naar 1.506 bar stikstofdruk = 9,07 m) zodat we maar tot 12 m mochten stijgen. Op 12 meter moesten we blijven totdat de druk gezakt was tot het dubbele van op 9 m (=1.501 x 2 = 3.002 ). Op 9 m moesten we verblijven totdat de druk gezakt was tot het dubbele van op 6 m (= 2.528). Op 6 m moesten we verblijven totdat de druk gezakt was tot het dubbele van op 3 m (= 2.054). En op 3 m moesten we wachten totdat de druk tot het dubbele van aan de oppervlakte gezakt was (= 1.58) alvorens op te stijgen. Weefsel pog begin grad tijdsf pog grad tijdsf pog grad tijdsf pog grad tijdsf pog T5 3,012-1,274 0,129 2,847-1,346 0,242 2,521-1,257 0,5 1,893-0,866 0,782 1,215 T10 2,568-0,83 0,067 2,512-1,011 0,129 2,381-1,117 0,293 2,054-1,027 0,533 1,506 T20 1,975-0,237 0,034 1,967-0,466 0,067 1,936-0,672 0,159 1,829-0,802 0,317 1,575 T40 1,484 0,254 0,017 1,489 0,012 0,034 1,489-0,225 0,083 1,47-0,443 0,174 1,393 T120 1,049 0,689 0,006 1,053 0,448 0,011 1,058 0,206 0,028 1,064-0,037 0,062 1,061 Diepte 30 12 9 6 3 Pog max 3,476 3,002 2,528 2,054 PN2 omg 3,16 1,738 1,501 1,264 1,027 tijd 1 2 5 11 Voor een duik die volgens de USNavy nog binnen de nultijd was, moest Haldane al 19 minuten trap doen. Dit kwam omdat het weefsel T5 en T10 veel meer oververzadiging kunnen verdragen dan dat Haldane dacht. Merk ook op dat de eerste twee trappen gedaan werden voor het snelste weefsel T5, de derde trap voor een trager weefsel T10 en de laatste trap voor een nog trager weefsel T20. Ondanks de zeer zware trappen die Haldane voorschreef, gebeurden er bij zeer lange duiken toch nog ongevallen omdat de zeer trage weefsels minder oververzadiging kunnen verdragen dan 2 (nl 1,9 voor T120 en 1,77 voor T240). Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 4

4 Leonard Hill (1912) Hill had theoretische en experimentele bewijzen dat het niet de oververzadigingscoëfficient is die niet mocht overschreden worden, maar een bepaald drukverschil nl een drukverschil dat overeenkomt met 9m water. Volgens Haldane was een opstijging van 10m tot de oppervlakte hetzelfde als een opstijging van 40m tot 15m. Uit experimenten bleek dit niet waar te zijn. Bij de laatste situatie traden veel decompressie ongevallen op. Hill zag in dat bij de laatste situatie de gradiënt véél groter was en dus ook de kracht waarmee de stikstof uit de vloeistof uitgezogen wordt (ontzadiging). Hill zag in dat er een bepaalde gradiënt niet mag overschreden worden. 9m waterdruk komt overeen met een gradiënt van 0.72 bar stikstof. Dit staat bekend als de kritische drukverschil hypothese. De regel dat een opstijging tot halve diepte dus ongevaarlijk is werd in 1912 door Leonard Hill al verworpen. 5 Het US-Navy Model 5.1 USNavy 1930 De USNavy gebruikte de theorie van Haldane ( en de weefsels) en deed in 1930 een reeks experimenten op menselijke vrijwilligers. Deze experimenten toonden aan dat Haldane's idee dat de druk zonder risico kon gehalveerd worden fout was. De onderzoekers besloten dat elk weefsel een andere KOC heeft. Het idee dat één KOC van 1.58 voor alle weefsels zou gelden werd dus verworpen (wat Hill uiteraard al wist). Uit de experimenten bleek dat de snelle weefsels veel oververzadiging konden verdragen (grote KOC) en de trage weefsels slechts een kleine oververzadiging. 5.2 USNavy 1937 De weefsels T5 en T10 kunnen blijkbaar zoveel oververzadiging verdragen dat men er géén rekening meer mee houdt. Ze worden verwijderd zodat enkel nog de weefsels T20, T40 en T75 over blijven. De USNavy tabellen kregen wereldwijde bekendheid. 5.3 USNavy 1955 5.3.1 Weefsels De weefsels T5 en T10 werden terug opgenomen in de tabel en er kwam nog een weefsel bij; T120. Weefsel T75 veranderde in T80 zodat we nu een verzameling van 6 weefsels hadden voor de duiken van 0 tot 57 meter. Voor diepere duiken werden nog drie weefsels (T160, T200 en T240) toegevoegd. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 5

5.3.2 Tabel van Workman Workman stelde een tabel op van maximaal toelaatbare stikstofspanningen per weefsel en per diepte, uitgedrukt in kilopascal (centibar) : de zogenaamde "Moments". Deze tabel kreeg de naam Tabel van Workman. De originele tabel van Workman stond echter in voet zeewaterkolom (fsw) uitgedrukt en bij de omzetting zijn er fouten ingeslopen ; zo is het moment voor T5 aan de oppervlakte 104 voet zeewater wat overeen komt met 31.7 meter waterkolom of 318 kpa ipv 270! Dat is voor T10 88 voet of 270 kpa en voor T120 51 voet of 156 kpa. Op basis van deze tabel ontstonden de nieuwe USNavy tabellen in 1955. Deze werden in 1956 uitvoerig getest met 564 manduiken waaruit 26 decompressie ongevallen volgden (=5%)! Men besloot dat deze tabellen voldoende veilig waren om door de Navy gebruikt te worden. Diepte ppn2 T5 T10 T20 T40 T80 T120 T160 T200 T240 0 79,0 270 235 205 172 156 152 148 144 140 3 102,7 330 285 250 212 191 185 179 174 170 6 126,4 390 335 295 252 226 218 210 204 200 9 150,1 450 385 340 292 261 251 241 234 230 12 173,8 510 435 385 332 296 284 272 264 260 15 197,5 570 485 430 372 331 317 303 294 290 18 221,2 630 535 475 412 366 350 334 324 320 21 244,9 690 585 520 452 401 383 365 354 350 24 268,6 750 635 565 492 436 416 396 384 380 27 292,3 810 685 610 532 471 449 427 414 410 30 316,0 735 655 572 506 482 458 444 440 33 339,7 785 700 612 541 515 489 474 470 36 363,4 835 745 652 576 548 520 504 500 39 387,1 790 692 611 581 551 534 530 42 410,8 835 732 646 614 582 564 560 45 434,5 772 681 647 613 594 590 48 458,2 812 716 680 644 624 620 51 481,9 751 713 675 654 650 54 505,6 786 746 706 684 680 57 529,3 821 779 737 714 710 5.3.3 Successieve duiken In 1957 werd het probleem van de successieve duiken opgelost. Tot noch toe was het de regel om bij de successieve duik de duiktijd van de vorige duik bij op te tellen (ongeacht de diepte en het interval). Ook deze tabel voor de successieve duiken werd getest door 122 manduiken waaruit 3 decompressie ongevallen voortvloeiden. De resulterende tabellen werden in 1957 in de USNavy manual gepubliceerd. 5.3.3.1 Weefsel: Om de hoeveelheid stikstof die na een duik in ons lichaam zit in rekening te brengen baseert men zich op het traagste weefsel (T120). Het traagste weefsel heeft immers de grootste straftijd, het verdraagt de kleinste oververzadiging en het ontzadigt het langzaamste. 5.3.3.2 Hoeveelheid reststikstof. De hoeveelheid stikstof die in het weefsel T120 zit bij het bovenkomen of voor het vertrek van de tweede duik kunnen we uitdrukken in druk opgeloste stikstof tussen 0.79 bar (=33 voet) ( g66n Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 6

overtollige stikstof ) en 1.52 bar (eigenlijk 1.56 = 51 voet) ( de grootst toegelaten hoeveelheid overtollige stikstof ). We zouden dit ook in % kunnen uitdrukken maar er werd gekozen voor een symbool S. Origineel besloeg één groep 2 voet absolute druk wat overeenkomt met 60,96 cm absoluut oftewel 4,84 kpa Symbool S voor Successieve duiken T120 pog min 0,79 pog max 1,52 Symbool van tot A 0,80 0,85 B 0,85 0,90 C 0,90 0,94 D 0,94 0,99 E 0,99 1,04 F 1,04 1,09 G 1,09 1,14 H 1,14 1,19 I 1,19 1,23 J 1,23 1,28 K 1,28 1,33 L 1,33 1,38 M 1,38 1,43 N 1,43 1,48 O 1,48 1,53 Z 1,53 1,56 5.3.3.3 Ontzadiging: Met deze tabel kon men dan berekenen hoelang het duurt om van het éne symbool (max waarde) terug te vallen tot een ander symbool (max waarde). Van deze tijden maakte men dan de tabel met de intervallen. 5.3.3.4 Straftijd: De straftijd, horende bij een symbool, is dan de tijd die een duiker, die nog niet gedoken heeft, nodig heeft om te verzadigen tot aan dat symbool. Bijvoorbeeld twee duikers A en B gaan duiken naar 30 meter. Duiker A heeft al gedoken waardoor hij in T120 het oververzadigings symbool C heeft. Duiker B vertrekt naar 30 meter en heeft na 10 minuten duiken een hoeveelheid stikstof in T120 dat overeenkomt met symbool C. Op dat moment vertrekt duiker A naar 30 meter en heeft ook symbool C (reststikstof van 1' duik). Voor duiker A is het alsof hij al 10 minuten op 30 meter gedoken heeft alvorens hij vertrekt. Hoe dieper je duikt, hoe korter de straftijd wordt want hoe sneller je die bepaalde hoeveelheid stikstof in je weefsel TI20 bekomt. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 7

6 Het model van Hempleman Hempleman was een Brits physioloog, en had een totaal nieuwe kijk op het begrip weefsel. Hij zag het hele lichaam als één groot weefsel dat aan de éne kant onderhevig is aan de omgevingsdruk en zodoende langzaam volloopt. De periode van dit weefsel was die van het weefsel waarbij de meeste ongevallen gebeurden in een bepaalde zone van duikdiepte. Dit is dus het weefsel dat de decompressic bepaalt en noemt men het spilweefsel. Ongelijke ver- en ontzadiging: Hempleman gebruikte als eerste een ongelijke ver-en ontzadiging. Hempleman dacht dat de ontzadiging 1,5 maal trager verliep dan de verzadiging (denk bij ons indien een fout gemaakt: traptijd x 1,5). Later bracht Hills hiervoor een verklaring. Tabellen: Met dit weefselmodel en met de voorwaarde dat de druk in het weefsel nooit 30 voet zoutwater groter mag zijn dan de omgevingsdruk stelde Hempleman een reeks tabellen op. Deze tabellen werden door de Britse Royal Navy aanvaard. In 1966 heeft Hempleman zijn tabellen herwerkt voor zeer lange duiken (4-8 uur) voor caissonwerkers in een tunnel in Blackpool. Deze tabellen werden door Hempleman in 1968 omgedoopt tot "The 1968 Air Diving Tables" voor de industrie. Hiervan kwam in 1972 de metrische versic uit die bekend staan onder de naam RNPL 1972 tabellen en die door de Royal Navy en de BS-AC gebruikt worden. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 8

7 Het criterium van Bühlmann (1960) Professor Dr. Albert Bühlmann was als Physioloog verbonden aan de Zwitserse Medische Kliniek van Zurich. De Zwitsers hadden nog geen geschiedenis ivm tabellen en zijn terug helemaal van het begin gestart zonder verder te bouwen op bestaande systemen. Bühlmann was geïnteresseerd in de toegestane oververzadiging bij verminderde omgevingsdruk (bergmeren) en in het effect van Helium. Uit experimenten met saturatieduiken was gebleken dat het 3 tot 4 dagen duurde alvorens volledig verzadigd te zijn. Het langst gekende weefsel tot dan toe (T240) had slechts één dag nodig om volledig verzadigd te geraken. Bühlmann besloot dus om nog tragere weefsels te nemen zodat ook voor verzadigingsduiken zijn model kon gebruikt worden. Bühlmann besloot 16 weefsels te nemen, logaritmisch verspreid tussen 4 en 635 minuten en bepaalde zelf experimenteel alle kritische waarden en de bijhorende berekeningswijze. pomg pn Krit = A B + 2 p N2Krit aan de oppervlakte noemde hij SC: de Surfacing Coefficient Weefsel periode a b SC -3 m -6 m -9 m 1 4 1,900 0,800 3,14 3,53 3,90 4,28 2 8 1,450 0,800 2,68 3,08 3,45 3,83 3 12,5 1,030 0,800 2,27 2,66 3,03 3,41 4 18,5 0,882 0,826 2,08 2,46 2,82 3,18 5 27 0,717 0,845 1,90 2,26 2,61 2,97 6 38,5 0,575 0,860 1,74 2,09 2,44 2,78 7 54,3 0,468 0,870 1,62 1,96 2,31 2,65 8 77 0,441 0,903 1,55 1,88 2,21 2,55 9 109 0,415 0,908 1,52 1,85 2,18 2,51 10 146 0,416 0,939 1,48 1,80 2,12 2,44 11 187 0,369 0,946 1,43 1,74 2,06 2,38 12 239 0,369 0,946 1,43 1,74 2,06 2,38 13 305 0,255 0,962 1,29 1,61 1,92 2,23 14 390 0,255 0,962 1,29 1,61 1,92 2,23 15 498 0,255 0,962 1,29 1,61 1,92 2,23 16 635 0,255 0,962 1,29 1,61 1,92 2,23 Dit criterium wordt door vele duikcomputers gebruikt (Aladin Pro, Suunto,...) en staat bekend onder de naam ZH-L 16, model van Zurich 16 weefsel model. Bühlmann nam een stijgsnelheid van 10 m per minuut. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 9

8 Het DCIEM KS1983 model Het onderzoek naar decompressie begon in Canada in 1962 bij het "Defence and Civil Institute of Environmental Medicine DCIEM". Hun initieel decompressie model was een copie van de USNavy 1958 tabellen. Zij beschikten over een grote databank van meer dan 5000 testduiken en begonnen enkele parameters te veranderen om een veiliger model te bekomen. De beste manier om een model af te stemmen op de meetgegevens was door een serieel model te gebruiken. Dit was het KS 1971 model. 8.1 Serieel model: Het model van de US-Navy bestaat erin dat alle weefsels in contact staan met een omgevingsdruk waardoor zij ver- en ontzadigen. In werkelijkheid stapelt de stikstof zich eerst op in de longen, dan gaat het over naar de bloedbaan (snelheid is afhankelijk van het ademritme) en van de bloedbaan gaat de stikstof over naar de verschillende weefsels die elk anders doorbloed worden. Dat de stikstof doorgegeven wordt van het ene weefsel naar het andere noemt men serieel. Het oorspronkelijke KS 1971 model werd op basis van nog meer data aangepast tot het nu bekende DCIEM 1983 model. Het 1983 model bestaat uit 4 weefsels in serie met elk een periode van 21 minuten. Om de decompressie te berekenen worden de twee eerste weefsels gebruikt die een KOC van 1.92 respectievelijk 1.73 hebben. De twee laatste weefsels worden niet rechtstreeks gebruikt om het plafond te berekenen maar wel voor de reststikstof en natuurlijk geven ze ook stikstof af aan T2 bij het ontzadigen. Deze tabellen zijn bijzonder getest bij inspanning in koud water. Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 10

9 Het Bühlmann Adaptive Micro-Bubble model Professor Bühlmann werkt nu samen met computerfabrikant UWATEC en zorgde mee voor de ontwikkeling van het algoritme van deze duikcomputers. Hij ontwikkelde hiervoor het ZH-L8 model met 8 weefsels van 4 tot 635 minuten. Een verdere verbetering was ervoor te zorgen dat de ontzadigingsformules kunnen veranderen als omgevingsfactoren veranderen en het model werd dan omgedoopt tot ZH-L8 ADT wat staat voor Adaptive. Zeer recentelijk is de theorie van de microbellen ook geïntegreerd in de duikcomputers van de nieuwe Smart reeks van deze fabrikant. De letters MB werden aan de naam toegevoegd om dit aan te duiden. Om de nodige testgegevens te verzamelen werd een beroep gedaan op DAN en werd het samenwerkingsproject Diving Safety Laboratory opgestart. De resultaten hiervan vindt U achteraan in de bijlagen. Omdat nog niet exact geweten is wanneer er microbellen ontstaan zijn er bij UWATEC 5 niveaus van verzwaring instelbaar. Elk niveau komt overeen met een maximaal toegelaten percentage van het Bühlmann Moment. Er wordt dan een onderscheid gemaakt tussen Decompression-stops en Level-stops. Indien er fouten gemaakt worden zoals onderbreking van trappen, en het computermodel het ontstaan van microbellen vermoedt, dan wordt de decompressie herberekend. 10 Het Variable Permeability Model (VPM) De wetenschap dat belvorming in zuiver water pas optreed door te decompresseren van enkele duizenden bar naar atmosferische was een groot mysterie. Bij gels en bij weefsels treedt belvorming immers zeer veel vroeger op. Een verklaring voor dit fenomeen werd gevonden door David E Yount en werd het Variable Permeability Model 1 genaamd. 10.1 Microbellen groeien of verschrompelen Kleine bellen hebben een hoge inwendige druk, hoger dan de druk van de opgeloste stikstof in het omringende weefsel, en gas diffundeert uit de bel. kleine bellen worden daardoor nog kleiner en verdwijnen terug in de oplossing. Grote bellen hebben een lage inwendige druk en bij oververzadiging zal de stikstof die in hogere druk aanwezig is in het omringende weefsel diffunderen in de bel waardoor ze zal groeien. Er is bijgevolg een kritische belstraal waarboven groeiende bellen ontstaan. Je zou kunnen denken dat dit enkel mogelijk is indien er al microbellen aanwezig zijn en dit is een correcte veronderstelling. Op zeer kleine schaal kan de oppervlaktespanning drukken van 1000 atmosfeer creëren en op die manier ook zeer kleine kernen doen ontstaan. Toch verwachten we dan dat de zo ontstane zeer kleine bellen snel verdwijnen en terug oplossen. 10.2 het belhuidje of skin In onze weefsels en in gels wordt volgens het VPM een microbel bedekt met een zeer dun huidje surfactant of skin. Dit surfactant bestaat uit een laag gerangschikte hydrofobe moleculen. Deze laag is doorlatend voor kleine drukken maar ondoorlatend voor hoge drukken waardoor de gevormde kernen niet meer oplossen en er nog steeds gassen kunnen diffunderen in de bel. 1 Zie bijlage Decompression theory van D.E. Yount Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 11

10.3 Veronderstellingen voor de duiker Om het model toepasbaar te maken in duikcomputers zijn er drie veronderstellingen gedaan. Er is een bepaald aantal bellen toelaatbaar N safe die door de longfilter kunnen verwerkt worden. Het actuele aantal bellen N actual kan hoger liggen dan dit maximaal tolereerbaar aantal, zolang het totaal volume in de gasfase niet wordt overschreden. Men introduceert dus een nieuw criterium voor het ontstaan van decompressieongevallen namelijk het kritische volume criterium waardoor er een kritische belstraal ontstaat. Het volume vrij-gas neemt toe, evenredig met P ss (N actual - N safe ), waar P ss de gradiënt ( P t - P amb ) is. 10.4 Implicaties van het model Dit model ligt aan de basis van de Deep stops en het houd dus ook in dat er veel dieper veiligheidstrappen gemaakt moeten worden. De ontstane microbellen die volgens het model al zeer vroeg ontstaan moeten eerst geëlimineerd worden op relatief grote diepte alvorens verder te stijgen. Deze methode werd door Robert Pyle 2 al uit ondervinding opgesteld. 11 Het Reduced Bubble Gradient Model Waar UWATEC zijn kennis van microbellen verwerkt in het Adaptive Micro-Bubble model, zit die bij de Finse fabrikant Suûnto in het Reduced Bubble Gradiënt Model of kortweg RGBM. Het RGBM werd ontwikkeld door Bruce Wienke en is een aanpassing van het VPM (Vareable Permeability Model). Dit model is volledig afgestapt van de Moments en heeft als criterium de maximale hoeveelheid stikstof in gasfase. Tot nochtoe gingen we ervan uit dat de stikstof zich in opgeloste toestand in de weefsels bevindt. We weten nu dat tijdens de oververzadiging microbellen gevormd worden. De stikstof bevindt zich dus niet in de vloeistoffase opgelost maar deels in gasfase in minuscule belletjes. Volgens het RGBM zal er een decompressieongeval optreden wanneer er een te groot volume stikstof in de gasfase is of wanneer er een kritische gradiënt wordt overschreden. 120 100 80 Invloed van de veiligheidstrap op de hoeveelheid microbellen na oppervlakte maken Een duik van 25 min op 30 meter Geen veiligheidstrap 2 min op 3 meter 1 min op 6 en 4 min op 3 meter 60 40 20 0 30' 60' 90' 120' 2 Zie bijlage Importance of deep safety stops Philippe Mertens YDS duikonderricht Modellen en criteria p 12