Duikplanning, meer bepaald het berekenen van de benodigde luchtvoorraad

© Xavier Merlin

Het is pas tijdens mijn technische duikopleidingen (IANTD) dat ik de techniek leerde om mijn duiken qua luchtverbruik te plannen. Ik vind het spijtig dat dit belangrijk element niet behandeld wordt in de PADI opleidingen. Niettemin ga ik via dit artikel een korte uiteenzetting doen van hoe dit in zijn werk gaat en tevens uitleggen waarom luchtgeintegreerde duikcomputers geen instrumenten zijn om aan duikplanning te doen.

Het geval van luchtgeintegreerde duikcomputers - remaining air/bottom time Hoe werkt dit ?

Op verscheidene tijdstippen wordt systematisch de druk van de fles berekend zodat een luchtverbruik per tijdseenheid bepaald kan worden. De resterende luchttijd wordt berekend en geeft de minimumtijd aan om de oppervlakte te bereiken inclusief eventuele te nemen decostops en houdt rekening met een veilige opstijgsnelheid en een reserve aan lucht. Dit allemaal berekend volgens het laatste verbuik en in de veronderstelling dat dit verbuik constant blijft. Tijdens de duik berekent de computer een luchtverbruik waarde voor de direct nabije toekomst door middel van een extrapolatie vanuit data van het verleden. Zijn de laatste waarden min of meer constant dan zal de laatste waarde gehanteerd worden. Nemen de waarden toe (bijvoorbeeld doordat de duiker vermoeid wordt) dan zal een gewogen gemiddelde genomen worden. De verscheidene gebruikte algoritmes zijn constructeursgebonden en geheim. Niettemin dient het algoritme rekening te houden met temperatuurverschillen daar het uitgangspunt het drukverschil is van de fles en dit gevoelig is voor temperatuurschommelingen. Zoals jullie al weten is een flink opgewarmde fles na onderdompeling al snel een tiental bar kwijt ! Het omgekeerde is ook waar, bij het verlaten van een thermocline : zomaar eventjes 10 graden Celcius opwarming van de fles, bijgevolg

meer druk in de fles ! Het is duidelijk dat hiermee rekening gehouden moet worden. Echter de wet van Guy-Lussac op zichzelf is niet voldoende, de Van Der Waals vergelijking stipuleert hoe zo een compensatie dient te geschieden. Bij de alladin airX wordt als referentietemperatuur 20 graden Celcius gehanteerd (bron FAQ internet http://www.uwatec.com).

Eventjes ter verduidelijking hiertoe wat duikfysica ter herhaling :

P : absolute druk

V : volume

T : absolute temperatuur

k : constante

R : universele gasconstante

n : aantal molen (1 mole = 6.02 x 10^23 moleculen)

Wet van Guy-Lussac :

P1/T1 = P2/T2

Als eenheid van T wordt Kelvin gebruikt. Nul graden Kelvin is

het absolute nulpunt (=-273 Celcius) m.a.w alle moleculen staan stil.

Bvb persluchtfles 15 graden op 200 bar ligt in de zon (40 graden).

200/(15+273) = P2/(40+273) => P2=(200x313)/288=217,4 bar

De druk is dus opgelopen met 17,4 bar !

In combinatie met volgende wetten van Boyle en Charles :

Boyle : PV=k

Boyle-Marriotte : P1V1 = P2V2

Charles : V1/T1 = V2/T2 hieruit volgt dat PV=kT dus PV/T=k

volgt de algemene gaswet : P1V1/T1 = P2V2/T2

Men wou echter 1 vergelijking en men onderzocht verder de constante k (PV=k) en men kwam uiteindelijk tot de ideale gaswet : PV=nRT

Echter geen enkel gas gedraagt zich ideaal zoals de wetten van Charles en Boyle voorspellen. Eenmaal de temperaturen verder van nul graden Celcius bij 1 atmosfeer is er een afwijking die in hoofdzaak te wijten is doordat moleculen plaats innemen en de bewegende moleculen hinderen. Eveneens zijn er tussen de moleculen onderling zwakke aantrekkingskrachten waardoor ze niet volledig onafhankelijk van elkaar zijn. Van Der Waal paste de ideale gaswet aan en men kwam tot de Van Der Waals vergelijking :

(P + a/V^2)(V-b) = nRT

a : attractie tussen moleculen

b : het weggelaten volume moleculen

a en b zijn waarden die voor ieder gas terug te vinden zijn in

specifieke tabellen.

Door het feit dat de computer het verbruik extrapoleert is er enige vorm van vertraging bij een plots gewijzigde situatie. Een verhoging van het verbruik kan te wijten zijn aan diverse factoren zoals bijvoorbeeld een plotse stroming, stress, een buddy die je alternatieve

luchtbron aanspreekt. Bijgevolg is het aan te raden om NIET je duikcomputer te gebruiken om aan duikplanning te doen.

Hoe doen we onze luchtvoorraad planning bij open water ?

In het geval we steeds de oppervlakte kunnen bereiken, m.a.w we hebben GEEN deco obligatie is de minimale luchthoeveelheid de hoeveelheid nodig om met twee de oppervlakte te bereiken. Stel beiden hebben een SAC van 16 liter per minuut en de diepte is 40 meter. Men wenst boven te komen met een reserve van 50 bar. De minimale benodigde hoeveelheid lucht is dan :

Opstijgsnelheid : 10meter/minuut, dus voor 40 meter is dit 4 minuten, voor de berekening gaan we een vereenvoudiging toepassen door de diepte te delen door twee. (20 meter, dus 3 bar).

Safety Stop : 3 minuten op 5 meter

Berekening :

Reserve : 50 bar

Safety stop : (2x(16x1.5x3))/12 = 12 bar

Opstijging : (2x(16x3x4))/12 = 32 bar

Conclusie : Indien wij op 40 meter 94 bar bereiken moeten we opstijgen.

Hoe doen we dan luchtvoorraad planning bij andere duiken ?

Er zijn wellicht meerdere technieken doch we beperken ons hier tot het toelichten van een veelgebruikte techniek : de regel van derden ook wel the rule of thirds genoemd. Deze techniek bestaat erin dat wanneer we 1/3 van de luchtvoorraad opgebruikt hebben ofwel de helft van de geplande bodemtijd hebben bereikt we terugkeren. De filosofie is hier dat we dus 2/3 lucht hebben voor terugkeer. Mocht onze buddy problemen hebben dan hebben we voor ieder 1/3 lucht voor de terugweg. Deze techniek wordt veelal toegepast in overhead omgevingen zoals bvb grotten waar je gedwongen bent om terug te gaan daar er geen directe weg naar boven is zoals in open water. Vermelden we bovendien dat je bij je gasberekening rekening moet houden met eventuele nodige deco stops. Om echter succesvol de duikplanning te doen dienen we eerst ons luchtverbruik of SAC (Surface Air Consumption) te bepalen. Zoals de naam het reeds zegt bepalen we het luchtverbruik aan de oppervlakte. Het herleiden naar diepte is dan een eenvoudige vermenigvuldiging met (D/10)+1.

Hoe bepaal je je SAC ?

Een techniek is om bij het duiken rustig te zwemmen op een constante diepte totdat een bepaalde hoeveelheid bar verbruikt is en de tijdspanne op te nemen. Bijvoorbeeld : je duikt op 10 meter en je verbruikt 20 bar over een periode van 10 minuten. Je SAC is dus indien je een fles hebt van 12 liter : ((20x12)/10)/2) = 12 liter/minuut. Let wel : dit is je SAC bij rustig zwemmen. Belangrijk evenwel bij het berekenen of bepalen van de SAC is dat de temperatuur constant blijft ! Een andere techniek is het rustig ademen aan de oppervlakte aan een fles totdat een bepaalde hoeveelheid lucht verbruikt is. Let wel dit kan een poosje duren, ook hier dient de temperatuur constant te zijn. Zijn de duikomstandigheden zwaarder (bvb stroming) dan dien je je SAC aan te passen. Sommige computerprogramma's (bvb SUUNTO divelog) laten toe begin en eindwaarde van de flesdruk en flesinhoud te specifieren zodat deze automatisch je SAC berekent voor de opgeslagen duik.

Please email your comments to this hungry mailbox