Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: sottomarino kursk

Sotto l'ombrellone si commentava la notizia del decennale del fatto.
E di cosa sarebbe accaduto se si fosse tentato di uscire dal sommergibile
( a 100 metri di profondita') per tentare una risalita.
Nella nostra ignoranza di chiacchiere da spiaggia si dava per scontato:
1.l'ininfluenza della temperatura (anche se a -100 metri deve fare un freddo
cane);
2. il fatto che la pressione all'interno del sommergibile sia stata di 1 atm
o giu' di li;
3.che, sia in assetto costante che variabile, i 100 metri sono stati
raggiunti.
Non ne siamo venuti a capo.
Qualcuno ha un'idea di cosa possa succedere al fisico umano in un un
tentativo del genere ?
        Rebrac

 tentativo del genere ?
Una compressione veloce non è un grosso problema, basta giusto avere il 
tempo di compensare l'orecchio medio.
Diciamo che in mezzo minuto puoi farcela a comprimere fino a 100 metri (10 
bar).
Certo che se hai problemi a compensare i timpani te li giochi all'istante.
A quel punto è bene che ti sbrighi perché l'aria a quella pressione non è 
proprio un bel gas da respirare: l'azoto ha effetto narcotico e l'ossigeno è 
tossico.
Quindi, dopo la compressione è bene che apri un portello e ti fiondi 
velocemente verso la superficie.
Stando poco a quella pressione l'azoto non ha tempo di discogliersi nei 
tessuti quindi il rischio di una patologia da decompressione è piccolo.
Assicurati di lasciare le vie aeree aperte ed espirare costantemente perché 
per tutta la risalita avrai aria che ti esce dai polmoni.
Questo è anche un vantaggio perché l'aria che si espande porterà via CO2 dai 
polmoni e la sua pressione parziale rimarrà bassa, quindi potrai stare per 
più tempo del normale senza inspirare (di ossigeno ne avrai sempre e 
comunque in abbondanza nei polmoni, il problema è smaltire la CO2).
Ciao,
-- 
  Daniele Orlandi						つづく


Da quella profondità, l'uscita "in apnea" è una manovra
disperata. Sono stati sviluppati alcuni dispositivi, tipo
mute con annesso bombolino ed erogatore, ma per profondità
molto inferiori. La temperatura è tutt'altro che
ininfluente; sta abbastanza vicino allo zero e non va
dimenticato che sì, si sono fatti 100 e passa metri, ma
partendo dalla superficie. L'organismo si deve adattare
(caso mai cerca con google "blood shift"), cosa che
presumibilmente non accadrebbe in quelle condizioni.
Esistono infatti mezzi appositi per il salvataggio. Nel
Mediterraneo a una trentina di metri è una cosa, si può
tentare l'uscita (ed è stato fatto, non ricordo quale
sommergibile italiano affondò durante la II g.m. e si
tentò di fare uscire gli uomini. Ora è passato del tempo e
si sono imparate tante lezioni). In quei mari, con quelle
temperature e partendo da 100 metri e passa, è proprio
un'altra faccenda.
Ora sono in partenza ma se al ritorno dovessi trovare il
thread ancora vitale (ma ti consiglio il più pertinente
"it.scienza.medicina") ci scriverò qualcosa.
ciao!
Apx.
-- 
Gli statistici probabilmente lo fanno.
Gli algebristi lo fanno in gruppo.
(I logici lo fanno) or [not (i logici lo fanno)].
Moebius l'ha sempre fatto sullo stesso lato.


ci provo...
a -100 metri si scende, con preparazione (brevetti, miscele, ecc...) o con incoscienza (rischio di intossicazione da azoto) ma si scende.
in apnea, quindi senza bombole e con partenza dalla superficie, i -100 metri sono stati raggiunti e superati con vari ausili e persino sfiorati in assetto costante (nessun peso per la discesa nè pallone per la risalita) e senza pinne.
ciò però non deve far pensare che l'impresa della sola risalita sia semplice.
tralasciando le problematiche congiunturali dell'incidente del Kursk, io elencherei così:
1. apertura dei portelloni.
la pressione all'interno del sommergibile è normalmente di circa 1atm (forse qualcosa di più a causa della penetrazione di acqua dalle falle) ma fuori è di circa 11atm (1atm ogni 10m di colonna d'acqua + 1atm di pressione s.l.m.), quindi ci sono circa 10atm che "spingono" un portello dall'esterno, aprirlo è già un'impresa.
se l'allagamento ha pareggiato la pressione, il problema è notevolmente ridotto ma come vedremo ne insorgono altri.
2. adattamento alla pressione esterna.
passare da 1 a 11 atmosfere in poco tempo comporta un rischio altissimo di compressione e schiacciamento delle cavità (leggi: barotraumi).
un apneista in gamba può scendere a -25m (da 1atm a 3,5atm) in una manciata di secondi. imho, supposto un buon allenamento e considerato che la necessità di compensazione diminuisce al crescere della profondità (la pressione raddoppia con i primi 10m di colonna d'acqua ma tra i -90m e i -100m l'aumento è di solo 1/10), direi che siano necessari almeno una trentina di secondi.
al di sotto di questo margine aumenta esponenzialmente dapprima la "banale" perforazione del timpano quindi il rischio di schiacciamento della cassa toracica e dei seni facciali.
c'è però da dire che in un sommergibile in avaria per falle è molto probabile che la pressione interna sia prossima a quella esterna. in questo caso le considerazioni sui tempi di risalita (punto 4. a seguire) cambiano molto!
3. temperatura.
non credo rappresenti un grosso problema.
i tempi complessivi coinvolti nell'adattamento alla pressione e nella risalita dovrebbero rendere minimo il disagio con tute stagne e abbigliamento interno minimamente tecnico.
in altre parole va evitato il contatto diretto con l'acqua a causa del suo coefficiente di scambio termico, molto più elevato rispetto all'aria che può essere trattenuta in una tuta stagna.
4. risalita.
nell'ipotesi che l'interno del sommergibile stia a circa 1atm, credo che la situazione stia a metà strada tra la risalita da apnea e quella da immersione con aria, con le seguenti annotazioni:
a. il soggetto parte comunque con aria a 11atm nelle cavità (polmoni e seni)  per via del necessario adattamento iniziale.
b. la temperatura, i tempi coinvolti (diciamo che si è respirato a 11atm per circa di un minuto) e la situazione (risalita obbligatoria causa galleggiamento) non dovrebbero consentire all'organismo di assorbire nei tessuti quantità di azoto critiche per la risalita (leggi: rischio di m.d.d. ovvero malattia da decompressione).
c. il rischio maggiore sembra nuovamente di origine meccanica e connesso al passaggio da 11atm a 1atm (vedi annotazione a.), per ridurlo è necessario frenare la risalita e ricorrere ad alcuni stratagemmi tipo risalire respirando sempre con la bocca spalancata (si consiglia di urlare in continuazione la lettera "A") per favorire la fuoriuscita dell'aria in eccesso. ciò vale per i polmoni mentre per la risalita non esiste la manovra opposta alla compensazione (tipo valsalva) e ci si può affidare solo alla fiducia che, come normalmente avviene, le trombe di eustachio e le altre mucose connesse ai seni non collassino ma favoriscano la fuoriuscita dell'aria in eccesso.
se invece nel sottomarino la pressione di partenza è più elevata e prossima alle 11atm esterne, le considerazioni diventano più complesse in virtù del tempo di permanenza in tali condizioni e del conseguente assorbimento di azoto che verrebbe rilasciato nel corso di una risalita veloce con conseguente m.d.d.
c'è da dire che tra le principali tecniche di salvataggio è in effetti prevista la risalita veloce con apposite tute per la fuoriuscita individuale. si tratta di tute pressurizzate che per mezzo di apposite valvole riescono in qualche modo a frenare sia la risalita sia la repentina riduzione di pressione.
i corsi di addestramento militari per personale di sommergibile normalmente prevedono anche simulazioni specifiche in vasche profonde, sia a corpo libero sia con l'uso di simili tute.
perchè poi al kursk sia andata com'è andata, non credo lo sappiano davvero in molti.
ciao!

Il 02/09/2010 17.27, Rebrac ha scritto:

Le solite malattie da decompressione rapida(embolia etc...). Si spera 
che ad attenderli ci sia qualcuno pronto alle manovre mediche del caso. 
Altrimenti so cazzi :D
http://www.delfinidacciaio.it/soccorso.html
-- 
Traveller, not tourist!
www.inter-rail.it


Il primo problema e` che cosa respirare. L'aria e` velenosa, quindi bisogna
usare miscele fino a ~70 metri, poi si deve cambiare.
Il secondo problema e` la pressione. A 100 metri ci sono 11 Bar. Per passare
da pressione ambiente a 11 Bar ci vuole tanta, molta pazienza. Arrivare a
11 Bar non e` un grosso problema, basta avere abbastanza tempo per
equilibrare e un fisico allenato.
Poi il freddo. L'angoscia. Il panico. L'ambiente chiuso nella camera
di compressione. L'oscurita` e il freddo una volta fuori.
Una volta usciti, la salita. Lenta, per non fare bolle. Con tante soste per
decomprimere. A occhio direi un paio d'ore per arrivare in superfice, ma
dipende anche da come passa nella camera di compressione. Il tutto al buio
(almeno per i primi 30 metri, dipende dalla qualita` dell'acqua).
Infine la superfice. Gonfiare il canotto, salirci sopra, chiedere aiuto.
Probabilmente al limute di ipotermia e embolia.
Dipende anche se sono riusciti a fare uscire la boa di soccorso. Avere
una cima potrebbe aiutare, ma solo con mare calmo o quasi, altrimenti
potrebbe fare piu` male che bene.
In apnea? Dimenticatelo. Solo per equilibrare la camera di compressione ci
vuole troppo tempo. Forse usando una camera di equilibrio, ma allora si va
in saturazione e poi bisogna de-saturare altrimenti l'embolia e` assicurata.
E la procedura di desaturazione prende tempo. Magari con una procedura
speciale di saturazione e tenendo il respiro, ma io non ci conterei troppo.
Gli apneisti scendono al loro ritmo e sapendo piu` o meno quanto dovranno
fermarsi per desaturare. E dato che non si fermano, i tempi sono limitati
al minimo necessario. Inoltre sono allenati e sanno di poter trovare un
minimo di aiuto durante e dopo.
Ciao,
-- 
        Roberto Divia`              Love at first sight is one of the greatest
Dep:PH Bat:53 Mailbox:C02110      labour-saving devices the world has ever seen
Route de Meyrin 385               ---------------------------------------------
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Robert...@cern.ch

 Ciao,
Scusa ma qui ne hai dette un po' troppe.
Ripeto: un apneista (al termine di un corso di I°) scende a -20m in una manciata di secondi compensando in continuazione e per giunta nell'intervallo di profondità più ostico (a -10m la pressione è raddoppiata! da -90 a -100 aumenta solo di 1/10!).
Il tempo di caricamento di una garitta (circa 2m di altezza per 1m di diametro e quindi un volume di meno di 2mc) è irrisorio e avviene mentre il soggetto respira già da bombolino con miscela a minor contenuto d'ossigeno. Una volta aperta la garitta la respirazione avviene ancora mediante bombolino o direttamente all'interno della tuta.
Un apneista NON DESATURA, MAI!!!! Stai scherzando, vero?
I tempi di un apneista sono limitati per via di considerazioni completamente diverse! Giusto per darti un'idea...
L'apneista parte con i polmoni a poco più di 1atm (li ha gonfiati e un minimo di resistenza dei tessuti c'è, altrimenti non riusciremmo a gonfiare un palloncino per un bimbo), scende e subisce la pressione (ti ometto la trattazione completa di ciò che succede: blood shift, ecc...).
Nel mentre scende aumenta il suo consumo di ossigeno perchè il sangue ne scambia a pressione più elevata e quindi consuma di più.
Mentre risale la pressione nei polmoni ridiscende, quindi ridiscende anche la pressione parziale dell'ossigeno che nel frattempo si è già ridotto per il consumo.
Per un apneista la fase più pericolosa è quindi l'ultima fase della risalita, quando la pressione parziale del poco ossigeno rimasto si riduce ulteriormente (di molto!) e la sincope ipossica sta lì, quando la pressione parziale scende sotto il limite critico dei 50mmHG!
L'apneista non soffre problemi di sovraestensione polmonare e in generale di problemi meccanici, al limite non riesce a compensare e interrompe subito la discesa.
Ti concedo che esistono casi di m.d.d. nel corso di attività d'apnea, ma sono limitati a contesti particolari; un tipico contesto è la gara di pesca subacquea, nel corso della quale l'apneista esegue sequenze di immersione molto ravvicinate con tempi di permanenza sul fondo (alla posta) prolungati il più possibile. In questi casi l'assorbimento di azoto da parte dei compartimenti tissutali può non essere trascurabile ma, ripeto, si tratta di casi limite.
Concludendo: il salvataggio è possibile, non semplice ma possibile e viene ritenuto utilizzabile fino a -180m di profondità.
Giusto per qualche info... 
http://www.royalnavy.mod.uk/operations-and-support/establishments/naval-bases-and-air-stations/hmnb-portsmouth/submarine-escape-training-tank/
Una curiosità: il Kursk era posato a circa -110m  ed era lungo 154m.

 vuole troppo tempo.
Beh, ma anche ci volesse un minuto stai sempre respirando aria. Poi 
trattieni il fiato, apri il portello ed esci. A quel momento inizia l'apnea 
ma, risalendo, l'espansione ti fornisce molta, moltissima autonomia.
Non sto dicendo che sia facile. Solo il contatto con l'acqua fredda può 
essere ingestibile. Ma per una persona preparata dovrebbe essere possibile.


 tentativo del genere ?
Qualche mese fa Ulisse su rai3 fece una puntata sui sottomarini, e
ricordo che veniva spiegata una procedura di evacuazione del sottomarino
affondato. Mi ricordo che poteva essere praticata solo entro una certa
profondità, ma purtroppo non ricordo quale fosse la profondità limite.
Prova a vedere se sul sito della rai ritrovi quella puntata in
streaming.
-- 
Giacomo "Gwilbor" Boschi
http://gwilbor.wordpress.com/

questa è un'uscita con tuta di emergenza da -30m in circa 15sec.
http://www.royalnavy.mod.uk/upload/wmv/For_the_Web_Sequence256K_Stream.wmv