Planowanie gazów

Planowanie gazów oznacza proces służący do określenia minimalnej ilości gazów pozwalającej na bezpieczną realizacje nurkowania w tym zabezpieczyć działania w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych. Jednym z celów planowania gazów jest określenie ciśnienia powrotu, czyli ciśnienia w butli przy którym nurek powinien rozpocząć procedurę powrotu na powierzchnię. W zależności od trudności nurkowania planowanie gazów może być zarówno banalnie proste jak i mocno skomplikowane.

Zasady ogólne

Niezależnie od stosowanej metody planowania przyjmuje się że cały posiadany przez nurka gaz można podzielić na części, które są potrzebne do:

• osiągnięcia celu nurkowania
• umożliwienia powrotu (o ile wymaga tego nurkowanie)
• realizacji bezpiecznego wynurzenia
• obsłużenia sytuacji awaryjnych

Z powyższego zestawu widać ze jednym z parametrów planowania gazów jest cel nurkowania, a co za tym idzie jego plan, obejmujący czas nurkowania i osiągane głębokości.
Kolejnym ważnym parametrem jest ustalenie czy powrót z najdalszego punktu nurkowania do miejsca wynurzenia jest wymagany. Wymóg taki może być twardy czyli oznaczający brak możliwości wynurzenia. Do takich sytuacji należy nurkowanie w przestrzeniach zamkniętych, które zostanie omówione w odrębnym punkcie. Może być warunkiem miękkim w przypadku gdy wynurzenie jest możliwe lecz trudniejsze do realizacji lub wymagające dodatkowych działań pod wodą. Przykładem mogą tu być niektóre typy nurkowań wrakowych. Może też nie być wymagany, co bardzo często się zdarza w przypadku prostych nurkowań turystycznych.
Realizacja bezpiecznego wynurzenia powinna obejmować odpowiednią prędkość wynurzenia, przystanek bezpieczeństwa lub dekompresje. Nurkowania dekompresyjne wymagają szczególnego planowania które uwzględnia również gazy dekompresyjne i zakres ich stosowania
Realizacja ostatniego punktu powinna zapewnić ilość gazów potrzebną na opanowanie awarii lub nieoczekiwanej sytuacji. Pod uwagę należy wziąć ilość osób nurkujących w zespole, ich wyszkolenie trudność nurkowania. Przyjmuje się wystąpienie jednej awarii za to najgorszej, która nastaje w najbardziej nieodpowiednim momencie.

Żelazna rezerwa (Rock Bottom)

Hasło główne: Rock Bottom.
Żelazna rezerwa (Rock Bottom) może się odnosić do dwóch zasadniczych definicji:

• Minimalnej ilości gazów, przy której należy podjąć decyzje o powrocie/wynurzeniu
• Metodzie obliczenia zapasu gazu wymaganego do bezpiecznego powrotu/wynurzenia

Ponieważ pierwsza z tych definicji praktycznie pokrywa się z pojęciem ciśnienia powrotu, poniższy opis będzie się odnosił do metody obliczania zapasu gazów. Metoda Żelaznej rezerwy pozwala w szczegółowy sposób zaplanować ilość gazów, uwzględniając wielkość zespołu, umiejętności, parametry osobowe, dodatkowe butle z gazami itp. Obliczenia mogą być prowadzone na rożnych poziomach szczegółowości, jednak w przypadku bardzo detalicznych obliczeń wymagane są parametry, których ustalenie nie jest łatwe. Analiza opiera się na wyliczeniu zapasu gazów potrzebnego na realizacje wynurzenia lub powrotu i wynurzenia oraz na rozwiązanie, zazwyczaj jednej, najgorszej z możliwych, potencjalnej sytuacji awaryjnej. W najprostszym przypadku taką sytuacją awaryjną jest utrata gazu przez partnera. Dodatkowo mogą być analizowane inne awarie takie jak:

• Zaplątanie / utknięcie
• Awaria ważnego elementu sprzętu
• Utarta gazów dekompresyjnych
• Zagubienie partnera

Metoda ta wymaga od nurka posiadania pewnej wiedzy, umiejętności i doświadczenia. Z tego powodu rzadko jest używana w przypadku płytkich (do 20m) nurkowań rekreacyjnych gdzie częściej stosowane są metody uproszczone Poniższa tabela zestawia przykładowe rezerwy gazów i ciśnienia powrotu dla zadanych głębokości:

rezerwa \ głębokość	10[m]	20[m]	30[m]	40[m]
objętość	640[l]	920[l]	1280[l]	1720[l]
ciśnienie dla butli 12[l]	54[bar]	77[bar]	107[bar]	144[bar]
ciśnienie dla butli 15[l]	42[bar]	62[bar]	86[bar]	114[bar]

Ogólne założenia: zespół 2 nurków, awaria - brak gazu, możliwe wynurzenie, opanowanie awarii 1[min], SAC awaryjny 40[l/min], przystanek bezpieczeństwa 3[min]/5[m].
Szczegółowe założenia i metoda obliczeń dostępne haśle głównym.

Metody uproszczone

W przypadku prostych, płytkich nurkowań często stosuje się uproszczone zasady które pozwalają na oszacowanie wymaganej ilości gazów potrzebnych do wynurzenia w przypadku sytuacji awaryjnej którą jest brak gazu u partnera. Metody te zakładają w przypadku sytuacji awaryjnej bezpośrednie wynurzenie na powierzchnie z pominięciem przystanku bezpieczeństwa. Wynika to z przyjęcia że sytuacje awaryjne typu "brak gazu" zdarzają się niezwykle rzadko, przez co wzrost zagrożenia chorobą chorobą dekompresyjną jest statystycznie niewielki. Oczywiście takie założenie w przypadku nurkowań które są bliskieczasowi bezdekompresyjnemu takie założenie jest niebezpieczne, szczególnie że często sama awaria może doprowadzić do przekroczenia czasu lub głębokości zakładanej w planie nurkowania. Dodatkowo należy pamiętać że nie są w nich uwzględniane wielkości butli ani głębokości co również powoduje ograniczanie zastosowana do typowych konfiguracji i płytkich nurkowań.
Zasada 50bar. - zasada mówi że zaczynamy wynurzenie na przystanek bezpieczeństwa wartości 50bar w butli. Inaczej rzecz ujmując 50 bar stanowi ciśnienie powrotu.
Jeśli założymy czas na podanie partnerowi gazu i opanowanie sytuacji około 1min i bezpośrednie wynurzenie na powierzchnię można stworzyć poniższa tabelę:

wielkość butli\ głębokość	10[m]	15[m]	20[m]	25[m]	30[m]	35[m]
10[l]	28[bar]	41[bar]	56[bar]	73[bar]	92[bar]	113[bar]
11,1[l] 80CF	25[bar]	37'[bar]	50[bar]	66[bar]	83[bar]	102[bar]
12[l]	23[bar]	34[bar]	47[bar]	61[bar]	77[bar]	94[bar]
15[l]	19[bar]	27[bar]	37[bar]	49[bar]	61[bar]	75[bar]

Ogólne założenia: zespół 2 nurków, awaria - brak gazu, bezpośrednie wynurzenie, opanowanie awarii 1[min], SAC awaryjny 40[l/min].
Analizując tego typu zasadę należy mieć na uwadze że do poprawnej pracy automatu potrzeba około 10bar ciśnienia w butli powyżej ciśnienia otoczenia, dokładność i błąd odczytu manometru to około 5-10bar, dodatkowo do obsługi kompensatora wyporności (jacketu, skrzydła) na powierzchni też powinniśmy zarezerwować pewną ilość powietrza. Jeśli więc do powyższej tabeli dodamy 10 barów minimalnego wskazania manometrów i zaokrąglimy wynik w górę do pełnych 10bar otrzymamy:

wielkość butli\ głębokość	10[m]	15[m]	20[m]	25[m]	30[m]	35[m]
10[l]	40[bar]	60[bar]	70[bar]	90[bar]	110[bar]	130[bar]
11,1[l] 80CF	40[bar]	50[bar]	60[bar]	80[bar]	100[bar]	120[bar]
12[l]	40[bar]	50[bar]	60[bar]	80[bar]	90[bar]	110[bar]
15[l]	30[bar]	40[bar]	50[bar]	60[bar]	80[bar]	90[bar]

Jak widać z powyższych tabel granicą stosowania takiej metody są głębokości 15-20m.

Inną często stosowaną metodą jest przyjęcie "ciśnień wynurzenia" z głębokości większej na ustaloną mniejszą. Pozwala to na realizowanie rekreacyjnego nurkowania wielopoziomowego o klasycznym profilu, przy racjonalnym i bezpiecznym zarządzaniu gazem. Taki typ planowania jest szczególnie atrakcyjny gdy nurkujemy w pobliżu obiektów które są rozłożone w pionie od dna do prawie samej powierzchni, takich jak ściany raf, lub pewne typy płytko położonych wraków. Przykładem mógłby być plan:

• maksymalna głębokość nurkowania 30m-40m
• 120bar - wynurzenie na 15m-25m
• 80bar - wynurzenie do 5m-10m (w tym przystanek bezpieczeństwa)
• 40bar - powierzchnia

Tego typu planowanie nie przynosi żadnych sensownych korzyści gdy interesujące nas obiekty znajdują się tylko w strefie dennej. Należy też unikać tego typu planów gdy istnieje realne niebezpieczeństwo że w sytuacji awaryjnej nurek może opaść na znacząco większa głębokość, niż tak która przy danym ciśnieniu była uznana za bezpieczną.

Nurkowania dekompresyjne

Zasadniczo wyróżniamy dwa parametry które odróżniają metodę planowania gazów w nurkowaniach dekompresyjnych od nurkowań rekreacyjnych bezdekompresyjnych:

• użycie butli z gazami dekompresyjnymi, które zawsze mogą ulec awarii
• brak możliwości rozwiązania awarii poprzez wynurzenie się na powierzchnie, upodabniając nieco te nurkowania do nurkowań w przestrzeniach zamkniętych i wymuszając większy zapas bezpieczeństwa a co za tym idzie większy zapas gazów.
  

Nurkowania tego typu planuje się używając metody Rock Bottom przyjmując do listy możliwych awarii te związane z utratą gazu dekompresyjnego. Przykładowo dla nurkowania na 50m z użyciem do dekompresji nitroksu 50 (EAN50) i tlenu, musimy założyć utratę gazu EAN50 który wtedy zostanie zastąpiony gazem dennym oraz utratę tlenu, który będzie zastąpiony EAN50. Oznacza to że musimy przewidzieć zapas gazu dennego z uwzględnieniem dekompresji na głębokości gdzie w przypadku planowanego przebiegu nurkowania używalibyśmy EAN50 i zapas EAN50 na głębokościach gdzie w przypadku braku awarii używalibyśmy tlenu. Niezależnie od tego powinniśmy rozpatrzeć nasz schemat zachowania w przypadku utraty gazu dekompresyjnego przez partnera i odpowiednio zabezpieczyć ilość gazów na taki przypadek.
Oprócz problemu opisanego powyżej należy zwrócić szczególną uwagę na awarie które mogą wystąpić w fazie dennej i przewidzieć dla nich większy zapas czasu a co za tym idzie większa ilość gazów dennych i dekompresyjnych wymuszonych dłuższą dekompresją.

Nurkowania w przestrzeniach zamkniętych

Do zaplanowania gazów w przypadku nurkowania w przestrzeniach zamkniętych stosuje się reguły ułamkowe: 1/3, 1/4, 1/5, 1/6. Ułamek ten mówi jak część gazu może być zużyta na penetracje, pozostała część 2/3, 3/4, 4/5, 5/6 jest pozostawiona na powrót i obsługę sytuacji awaryjnych. W przepadku gdy nurkowanie w części odbywa się w przestrzeni zamkniętej a części w odach otwartych (sytuacja typowa w nurkowaniach wrakowych) powyższe reguły te odnoszą się tylko do części odbywającej się pod "stropem".
Reguły te wywodzą się z tej samej metodologii co metoda Rock bottom czyli rozwiązywania sytuacji awaryjnych.
Reguła 1/3 pozostawia 2/3 gazu na powrót co oznacza teoretyczną możliwość powrotu z najodleglejszego punktu penetracji partnerem w przypadku utraty przez niego gazu oddechowego. Zasada jest mocno teoretyczna bo oznacza powrót pary nurków oddychających z jednego zestawu w tym samym tempie w jakim poruszali się w głąb i w dodatku bez zmiany zużycia gazów. Racjonalizuje ją nieco nikłe prawdopodobieństwo utraty całego gazu z zestawu dwubutlowego (twinset), który jest wymagany w tego typu nurkowaniach. Należy jednak pamiętać że to co prawie niemożliwe może się jednak czasem zdarzyć. W literaturze możemy znaleźć opis utraty gazu w najdalszym punkcie penetracji zaplanowanej wg zasady 1/3. W książce "Autobiografia pod ciśnieniem" Sheck Exley opisuje swoje nurkowanie z Ken'em Fulghum'em w Atlantida Tunnel na wyspach Kanaryjskich w 1983r. Utrata gazów spowodowała ze dotarli do butli depozytowych przy zerowym stanie gazów, miedzy innymi dzięki temu że awaria nastąpiła jednak nieco przed zużyciem 1/3 gazów.
Reguła 1/4 jest regułą pośrednią miedzy 1/3 a 1/5. Zakłada ze nurkowie zużyją nieco więcej gazu, jednak średnio nie więcej niż 1.5x normalnego zużycia gazów.
Reguła 1/5 odpowiada bardziej klasycznej metodzie opisy zachowania w przypadku utraty gazów. Powrót dwóch nurków z dwukrotnie większym zużyciem gazów.
Reguła 1/3 z 2/3 odpowiada wartości 2/9 początkowej objętości. Jest obligatoryjna dla nurkowań poziomu Cave 1 GUE. Bazuje na Minimum Gas (MG) czyli ilości gazów która zawsze musi pozostać w butlach po nurkowaniu (1/3), pozostały gaz (2/3) jest dzielony zgodnie z regułą 1/3.
Reguła 1/6 mówi ze planujemy zostawić jako nienaruszalną rezerwę 1/2 gazów pozostała część dzielimy zgodnie z regułą 1/3 co daje wartość 1/6 na penetracje. Ta reguła jest obligatoryjna dla wstępnych stopni jaskiniowych Introductory Cave Diver w organizacjach IANTD i TDI

Ciśnienie powrotu

Dla celów praktycznych niezbędny zapas gazów jest przeliczany na ciśnienie powrotu, czyli minimalne ciśnienie, która powinno wystarczyć na bezpieczne zakończenie nurkowania. Wartość ta jest nazywana ciśnieniem powrotu. W tym momencie nurek powinien, w zależności od przyjętych założeń, podjąć decyzje o wynurzeniu lub powrocie. Aby obliczyć ciśnienie powrotu oprócz zaplanowanego niezbędnego zapasu gazów musimy posiadać informacje o objętości butli a w niektórych przypadkach informacje o ciśnieniu początkowym
Aby obliczyć wartość ciśnienia powrotu dzielimy obliczony wczesnej niezbędny zapas gazu przez objętość butli. Wartość wynikowa jest bezwymiarowa i określa wielokrotność ciśnienia atmosferycznego atm, można też z wystarczającym przybliżeniem przyjąć ze wyraża ona ilość bar.
Wartość zaokrąglamy do najbliższej pełnej piątki lub dziesiątki (patrz Przykład 1).
W przypadku pewnych typów nurkowań ciśnienie powrotu może zmieniać się podczas nurkowania (patrz Przykład 2)

Przykład 1
Nurek posiada butlę 15[l]. Akwen pozwala na wynurzenie w dowolnym momencie. Obliczone wcześniej zapas gazów potrzebny na wynurzenie i usuniecie ewentualnej awarii to 1000L.
Obliczenie ciśnienia powrotu: (1000[l] / 15[l])*[bar] = 66.66[bar]
Ciśnienie powrotu: 70[bar]

Przykład 2
Nurek posiada zestaw dwubutlowy (twinset) 2x12L. Nurek planuje krótką penetracje wraku wg zasady 1/3. W momencie rozpoczęcia penetracji manometr pokazuje 180[bar]. Obliczone wcześniej zapas gazów potrzebny na wynurzenie i usuniecie ewentualnej awarii to 1800L.
Obliczenie ciśnienia powrotu:
Ciśnienie potrzebne na wynurzenie (1800[l] / 24[l])*[bar] = 75[bar] po zaokrągleniu 80[bar]
Ciśnienie dostępne na potrzeby penetracji: 180[bar]-80[bar] = 100[bar]
Zasada 1/3 (1/3 na penetracje, 2/3 na powrót) 100[bar]/3 = 33.3[bar] po zaokrągleniu w dół (zwiększenie konserwatyzmu) 30[bar]
Ciśnienie powrotu (końca penetracji) wynosi 180[bar]-30[bar] = 150[bar]
Oczywiście po opuszczeniu przestrzeni zamkniętej (wraku) ciśnienie powrotu (wynurzenia) wraca do 80[bar].