ikoktejl

Potápění s uzavřenými okruhy - 2. díl

   Potápění s uzavřenými okruhy – 2. díl

 

   Text: David Skoumal

   Foto autor a Peter Vaverka

 Všechny základní typy rebreatherů mají svá pro a proti, jak bylo probráno v minulém článku. Kyslíkový rebreather je velmi efektivní, ale použitelný jen do malé hloubky. Polouzavřený okruh s aktivní dodávkou je použitelný do MOD (maximální operační hloubky) dané dýchací směsi, ale v menší hloubce a při klidové spotřebě je velmi neefektivní, neboť tryska stálé dávky musí být dimenzovaná pro použití v MOD a pro spotřebu při velké námaze. 

Polouzavřený okruh s pasivní dodávkou je daleko efektivnější, použitelný do MOD dané směsi, ale funguje jen jako spořič dýchací směsi dle zvoleného poměru (např. 1:8) – takže spoří asi osminásobně. Během dekomprese se chová stejně jako otevřený okruh, spoří dekompresní plyn, ale dekompresi nezefektivňuje.

Vývoj šel kupředu směrem, který patří dnes k tomu nejlepšímu, co máme. Prvotní myšlenka byla dodávat do dýchacího okruhu jen spotřebovaný kyslík, a to přesně dle ak­tuálního stavu.

Zlomovým se jeví rok 1951, kdy Carl Holm a Elihu Root představili světu Marion Breathing Device. Tento přístroj naprosto předstihl svou dobu, ale upadl v zapomnění. V době po 2. světové válce byl již znám princip kyslíkového měření paramagnetickou metodou dle nositele Nobelovy ceny Linuse Paulinga, a tento princip byl využit k měření obsahu kyslíku v dýchací smyčce CCR Marion Breathing Device.Pro dávkování kyslíku byl použit vlastní patent – princip dodávky kyslíku na základě rozdílných viskozit mezi kyslíkem a dusíkem.

Po necelých 20 letech počátkem 70. let Walter Stark a John Kanwisher představili Electrolung s vlastnoručně vyrobeným solenoidním ventilem z elektrických kukačkových hodin a polarografickým kyslíkovým senzorem dle J. L. Clarka z 19. století.

Donedávna byl Electrolung považován za první CCR. Po jeho uvedení se začínají objevovat další zajímavé rebreathery a vývoj jde kupředu, zčásti taky díky zájmu armády. Na světě je typ potápěčského přístroje, který je velmi efektivní, umožňuje nasazení do hloubek a nevypouští bubliny.

   Princip CCR Closed circuit rebreatheru

Základem je měření obsahu kyslíku v dýchacím okruhu – smyčce. Pro korektnost měření se obvykle používá konstrukce se třemi senzory a čtvrtý může být samostatně volitelný. Na základě naměřených hodnot se dodává do okruhu metabolicky spotřebovaný kyslík.Dodávka kyslíku je dvojího druhu

a)
Mechanická dodávka, kterou musí provádět potápěč sám na základě pozorování hodnot pO2 z čidel. V tomto případě hovoříme o mCCR – mechanicky řízeném CCR. Nejvíce je rozšířen systém KISS autora Gordona Smitha, který je ještě rozšířen o stálou podprahovou dávku kyslíku do okruhu.

b)
Automatická dodávka ­ je prováděna samostatně na podkladě informace z kyslíkových čidel, vyhodnocena řídící jednotkou – počítačem, který následně ovládá vstřik kyslíku do okruhu, a to otevřením a uzavřením vstřikovacího solenoidního ventilu. V tomto případě hovoříme o eCCR – elektronicky řízeném CCR

Elektronicky řízené CCR jsou v současné době rozšířenější než mCCR a vyskytují se v mnoha variacích stran provedení, řídící elektroniky, umístění dýchacích vaků atd.

   CCR musí být vybaven dodávkou dvou samostatných plynů

A: KYSLÍKU

B: DILUENTU – ředícího plynu, kterým je nejčastěji vzduch nebo směsi s heliem (Trimix, Heliox). Diluent musí vždy obsahovat i kyslík, nemůže to být jen inertní plyn, neboť slouží i jako záložní systém – tzv. Bail out při přechodu na otevřený okruh.

Diluent slouží v okruhu jako nosný plyn a kyslík ze samostatné láhve dodáváme jen za metabolicky spotřebované množství. Zde je vidět obrovská efektivita tohoto přístroje.

Fyziologická spotřeba kyslíku je v rozmezí 0,5–2 l/min dle stupně námahy. Průměrně můžeme uvažovat o 1 l/min. Tento kyslík je chemicky vázán na krevní barvivo hemoglobin, nacházející se v červených krvinkách. Jedná se o chemickou vratnou vazbu a spotřeba je stejná, ať jste na hladině či na dně – tedy pořád 1l kyslíku za minutu. Z toho vyplývá, jak je CCR efektivní s narůstající hloubkou.

Dalším profitem eCCR je možnost regulovat parciální tlak a tedy obsah kyslíku v dýchacím okruhu. Potápěč může nastavovat hodnotu pO2 – tzv. setpointy běžně od 0,4 do 1,6 bar – a tedy vhodně zvolit parciální tlak pro dno (1,2-1,4) a pro dekompresi (1,4-1,6). Tím, že přístroj drží stále zvolený parciální tlak kyslíku v okruhu – mění se naprosto pohled na efektivitu dekomprese. Žádné snižování pO2 během výstupu a skokové zvýšení při změně dekompresního plynu, ale trvale maximální efektivita kyslíkového okna – schodku parciálních tlaků kyslíku mezi tepennou a žilní krví. Dekomprese při použití CCR přístroje je daleko efektivnější než při použití otevřeného okruhu či polouzavřeného okruhu.

Prim ve světě začíná mít firma Biomarine Instruments(Industries), která počátkem 70. let přivedla na svět CCR 1000 – přístroj používaný v hloubkách 300-450 m při výstupu z potápěčského zvonu. Armádní verze nese označení Mk (Mark)15, 15.5 a 16, posléze značka přechází pod firmu Rexnord a poslední produkce Mk16 je prováděna firmou Carleton Technologies, která jej vyrábí i v nemagnetické verzi, kdy solenoidní ventil byl v provedení piezoelektrickém bez magnetické cívky. Tato armádní nemagnetická verze byla určena pro diverzní či pyrotechnické účely.

Rebreathery Biomarine mají naprosto specifickou konstrukci – tlakové přizpůsobení dýchacího okruhu okolnímu tlaku je řešeno velkou membránou, pokrývající vrchní část pohlcovače CO2. Pro kompaktní řešení tvaru a velikosti byly zvoleny atypické tlakové láhve kulového tvaru. Základní design přístroje je velmi zajímavý a koncepčně inspiruje i moderní eCCR Ouroboros. I v naší republice se oba zmíněné vyskytují – Mk 15 vlastní konstruktér eCCR Menthes Vladan Mickerts a Ouroboros Michal Hanuš. Naše rebreatherová komunita se tedy mohla s oběma typy seznámit a oba rozhodně stojí za pozornost.

Další vývoj vychází z civilního sektoru. Stojí za ním špičkový americký jeskyňář Bill Stone. Při jeho exploracích v jeskynních systémech se záhy stává otevřený okruh neefektivní, množství láhví začíná být při náročných transportech technicky neřešitelné. Bill nazývá svůj program Cis-Lunar a začíná konstruovat svou koncepci eCCR, která následně ovlivnila celosvětový vývoj. První přístroje opravdu vypadají, jako by byly určeny pro zcela jiné účely, než je dýchání na této planetě.

První model Cis-Lunar Mk I byl vyroben v roce l987 a vážil 90 kg, pracovně mu dal Bill jméno FRED – Failsafe Rebreather for Exploration Diving (bezporuchový rebreather pro potápěčský průzkum). 4. 12. 1987 strávil Bill Stone s tímto přístrojem ve Wakulla Springs v hloubce 10 m celých 24 hodin.

Ve vodě jej hlídal dlouholetý kamarád a účastník mnoha společných speleopotápěčských projektů dr. Noel Sloan se sadou láhví otevřeného okruhu. Tento pokus ukázal obrovskou efektivitu použití uzavřeného okruhu pod vodou.

Přístroj byl však prakticky nepoužitelný velikostně, překombinovaným počtem čtyř počítačů s obrovským objemem atd. Následné roky strávil Bill zdokonalováním celého projektu. Model Mk II byl dokončen v roce 1989, byl zdvojený, ale došlo k nehodě díky chybě v propojení elektronického řízení obou systémů. Roku 1992 přichází s verzí Mk III jako mezimodelem a konečně v roce 1993 vyrobí již opravdu funkční model Mk IV, který byl nasazen na expedici do sifonu San Agustín jeskynního systému Huautla v roce 1994. Pro naši představu – sifon San Agustín začíná v hloubce jeskyně okolo 1300 m po extrémně náročném transportu.

Tento jeskynní systém patří mezi nejobtížnější na světě – díky množství vertikál, vodopádů a ve finální části sifonů a zaplavených chodeb, nasazení eCCR se ukázalo jako velmi efektivní.

Počítačový inženýr Nigel Jones zmenšil velikost počítačů a také celého přístroje na polovinu proti verzi Mk II, hmotnost se již pohybuje okolo 40 kg.

Přístroj používal pohlcovač CO2 na bázi hydroxidu lithného, který je velmi efektivní, ale při styku s vodou je mimořádně toxický. Proto musel být umístěn v radiální patroně s voděodolnou, ale plynopropustnou stěnou – podobně jako membrány a la Gore tex. Systém byl koncipován pro možnost výměny patrony i pod vodou v případě nutnosti prodloužení pobytu na více než 10 hodin. Tato konstrukce je naprosto ojedinělá a byla vytvářena s ohledem na aspekty průzkumu v jeskyni. Navíc radiální typ pohlcovače s průstupem vzdušniny stěnou patrony se jeví efektivnější než axiální typ s průstupem vzdušniny dnem a vrškem patrony. Bill své přístroje stavěl velmi robustně, používal drátem zesílené vrapové hadice s nylonovou ochranou, solidní šasi z laminátu, redundantní řídící okruhy atd.

Tlakové přizpůsobení okolnímu tlaku je řešeno dvěma pružnými vaky – nádechovým a výdechovým, umístěnými na ramenou a hrudníku. Toto umístění je velmi efektivní stran dýchacích odporů, jen může někomu překážet. Výdechový slouží jako primární vodní past – při vniknutí vody do okruhu voda zůstává nejdříve v tomto prostoru. Oba vaky byly chráněny pevnými obaly z Cordury.

Expedice ukázala životaschopnost tohoto eCCR, který se začíná prosazovat v komunitě potápěčů. Richard Pyle a členové havajského Ocean Institutu jej používají v moři a daří se jim najít nové druhy ryb v hloubkách pod 120 m.

Dr. Bill Stone ukončil vývoj v roce 1996 modelem Mk5P, který uvedl v komerční verzi na trh v roce 1997.

Tento přístroj byl s úspěchem použit i na expedicích do Wakulla Springs při dlouhých ponorech v hloubkách okolo 90 m. Cis-Lunar používá mnoho floridských jeskynních potápěčů – například přátelé a spolupracovníci z expedic Wes Skiles, Tom Morris, dále Paul a Jill Heinerth, Tom Mount a mnoho jiných… Přístroje se používají na expedicích National Geographic do ledových vod Antarktidy...

Výhoda rebreatheru je mimo jiné v tom, že tendence k zamrzání ve srovnání s otevřeným okruhem je minimální a my dýcháme ve smyčce plyn, který je ohříván exotermní reakcí v pohlcovači CO2.

V roce 2001 Model Mk V používá Bill znovu a zkouší se dostat do Sistema Huautla ze spodní strany, od vývěru v kaňonu Santo Domingo. Expedice se účastní i velmi zkušení jeskynní potápěči z Anglie – Rick Stanton a Jason Mallinson, kteří Mk V použili při průniku sifonem dlouhým 1059 m a hlubokým 65 m .

Bill je špičkový jeskyňář a konstruktér, nicméně v komerční oblasti se mu moc nedařilo a projekt Cis-Lunar dojel na nedostatek investic a vysoké výrobní náklady.Znovuvzkříšení jména Cis-Lunar v posledních letech a uvedení modelu Mk VI na trh společně s firmou Poseidon však nemá nic společného s bývalou koncepcí.

Ve světě se objevují daleko jednodušší a levnější přístroje jako Buddy Inspiration, následně nazvaný Inspiration, lidově Bička, vyráběný firmou Ambient Pressure Diving. Tyto přístroje se komerčně prosadily díky nižší ceně. Kvalitou byly sice nesrovnatelné, ale svět nechtěl a nepotřeboval CCR, kde se dá např.měnit patrona pohlcovače CO2 pod vodou.

Rebreathery Cis-Lunar a Biomarine však historicky patří k největším milníkům ve vývoji dýchacích přístrojů a od nich se odvíjí spousta více či méně úspěšných a zdařilých klonů, či jenom a pouze hraček

Některé jsou pojaté velmi svérázně, s cílem minimalizovat objem a být kompaktní, ale na úkor univerzálnosti, bezpečnosti atd. Jiné jsou například použitelné v módu jak SCR, tak i mCCR (Submatix), což jako kombinace může být na úkor funkčnosti jednotlivých módů.

Dle mého názoru aby byl systém bezpečný, musí umožňovat větší variabilitu řešení a jako poslední možnost umět přejít na efektivní a dostatečný bail out pomocí otevřeného okruhu.

V moderních eCCR, jako jsou Megalodon, IQ Sub Hammerhead, Menthes …je variabilita řešena pomocí velmi robustní konstrukce pohlcovače CO2. Na tuto konstrukci lze následně připevnit jakékoliv láhve s kyslíkem a diluentem, běžně od 2-3 l až po 7 l.

Dodávka kyslíku je řešena počítačem, řízeným solenoidním ventilem, ale umožňuje zvolit i manuální dodávku kyslíku. Diluent – ředící plyn můžeme použít z on board láhve připevněné na přístroji, či variabilně z off board láhve – externí stage či dekompresní láhve a můžeme provádět výměnu ředícího plynu ve smyčce podle libosti. Řídící počítače jsou zdvojeny, zaznamenávají signál ze třech kyslíkových senzorů. Primární počítač řídí solenoidní ventil, počítá dekompresi,zobrazuje pO2

Při jeho selhání přecházíme na záložní – sekundární počítač, který nám dává informaci o parc. tlaku kyslíku v okruhu, a my jej dodáváme manuálně.Všechny tyto zmíněné eCCR jsou vybaveny, tak jako Cis-Lunar tzv. DIVA HUD (Head UP Display) – což je LED diodová a vibrační kontrolka pO2, umístěná na náustku potápěče v jeho zorném poli.

Vzdělaný potápěč efektivně volí v rozmezí nastavených kyslíkových setpointů a mění je dle průběhu ponoru.

Záložní počítače umožňují i výpočet dekomprese. Při selhání obou počítačů zůstává vzdělanému CCR potápěči jeho hlava a záložní hloubkoměr s hodinkami, kdy je schopen přejít na nouzový SCR (polouzavřený) či nouzový CCR (plně uzavřený režim). Tyto krizové situace se trénují a jako poslední varianta zůstává přechod na otevřený okruh.

Potápěči, kteří přešli na eCCR z oblasti technického potápění s otevřeným okruhem, jsou schopni vhodně zvolit zálohu – bail out pomocí off board lahví, řešit ji týmově při nutnosti změny diluentních plynů atd.

Při vniknutí vody do smyčky máme k dispozici vodní past ve výdechovém vaku a až při jejím přelití se dostane voda do oblasti pohlcovače, kde již může způsobit reakci s natronovým vápnem.Jedině Cis-Lunar byl dříve vybaven voděodolným pohlcovačem s membránou a umožňoval řešení kompletního zaplavení dýchací smyčky.Naše nové přístroje mají tuto vlastnost redukovanou na objem výdechového vaku, což se v praxi ukázalo jako dostačující.

Je potřeba jen vhodně chránit vrapové hadice, aby nedošlo k jejich poškození a tím vniknutí vody do smyčky.Vaky jsou většinou umístěny na hrudníku a ramenech,takže je máme pod kontrolou, ale některým potápěčům tyto vaky vadí a raději by volili konstrukci bez vaků či nově zkoušenou konstrukci s vaky po stranách.

Dobrý a spolehlivý eCCR staví opravdu bezpečnost potápění jako nejvyšší prioritu a současnost potápění ukazuje na něj spolu s pasivními modely SCR jako novodobý trend.

Vzhledem k tomu, že v oblasti eCCR není jednotná koncepce jako při použití otevřených okruhů či pSCR typu RB80, je nejdůležitější, aby potápěč svému CCR dokonale rozuměl a uměl si poradit při jakékoliv nestandardní situaci.

   Historie potápění s CCR u nás

Použití těchto přístrojů na území ČR se datuje prakticky pouze v posledních letech. Od ojedinělých zkušeností Luboše Linharta v 90. létech, a ojedinělé konstrukce Vladana Mickertse počátkem nového milénia se v roce 2001 prakticky prvními eCCR potápěči s přístroji Buddy Inspiration (BI) stali Petr Votava, Jakub Jirásek a Pavel Říha.Po dovezení prvních pár kusů těchto přístrojů začalo potápění s BI ve větším měřítku, následovaly specifické úpravy BI do jeskynních plazivek Martinem Trdlou a vyškolení prvního instruktora Petra Votavy IANTD instruktorem trenérem Jan Jorgensenem. Potom v roce 2003 přivezl Kuba Jirásek ze světa „rolls royce“ v oblasti CCR, a to Cis-Lunar Mk5. Probíhají první kurzy a do republiky je přivážena nová elektronika Hammerhead Kevina Juergensena. Mirek Lukáš konstruuje první vlastní CCR s elektronikou Juergensena, jiný model – Menthes začíná konstruovat Vladan Mickerts. Inspirací je také nový CCR Megalodon a kurz s instruktorem Chrisem Hutchisonem. Nová výroba a design začíná také ve firmě IQ Sub a navazuje se spolupráce s americkou CCR komunitou – díly pro firmu Golem Gear Kuby Reháčka a velmi blízká spolupráce a výroba rebreatherů pro firmu Hammerhead.

Geniální konstruktér Břeťa Vajsar přichází s mnoha tvůrčími zlepšeními, které sám testuje či konzultuje s ostatními, takže vývoj jde uspokojivě kupředu.

CCR komunita u nás není velká, ale celkem dobře spolupracuje. K jejím špičkám rozhodně patří Petr Stejskal, který prošel snad kombinací všech nehod s CCR, které se dají představit a z jeho řešení se poučilo mnoho z nás. Petr prošel modely BI, Hammerhead a nyní Megalodon, a je bezesporu nejzkušenějším hloubkovým CCR potápěčem – viz jako safety diver Martina Štěpánka či na vrakových ponorech k vrakům Garibaldi, Zenta... Další zkušenosti předává Honza Žilina, Silva Pěkník, Mirek Lukáš… Honza, Petr a Mirek používají Megalodony a vlastní eCCR LOLA a provádějí běžně sestupy do Hranické propasti do hloubek pod 100 m. Silvestr používá eCCR Menthes s patronou Cis-Lunar při vrakových sestupech, hlavně na Baltu.

Velmi blízká je spolupráce s našimi polskými kamarády, hlavně s Robertem Kleinem a Tomkem Zabierkem. Oba mají zkušenost s mCCR KISS a Tomek patří v současné době k nejzkušenějším CCR instruktorům v Evropě.

Efektivita CCR se využila opakovaně při ponorech jistících potápěčů při freedivingových rekordech Martina Štěpánka. Přístroje jsme používali do hloubek 130 m, protože jistící potápěči byli rozmístěni ve 20m intervalech podél celého sestupového lana.

Začíná svítat na lepší časy i při výjezdech na safari do Egypta – Břeťa Vajsar a Karel Mikeš ve spolupráci s potápěčským centrem Lighthouse provádějí vrakové sestupy s CCR IQ Sub Hammerhead do hloubek pod 100 m.

Rebreatherové problematice jsme se věnovali na Techmeetingu 2004 v Budišově, kdy mimo jiné Vladan Mickerts předvedl svůj první prototyp Menthesu a následně na Techmeetingu v roce 2006 byl předveden nový Megalodon Petra Stejskala, IQ Sub Hammerhead Břeti Vajsara a Silvestrův nový Menthes.V roce 2008 jsme uspořádali CCR meeting v Alvinu a následně Techmeeting, který se věnoval opět samostatným blokům SCR a CCR. Honza Žilina brilantně moderoval tento blok a myslím, že nikdo z přítomných ještě neviděl takové komplexní srovnání jednotlivých typů rebreatherů.

Jak je vidět, zájem o rebreathery u nás stále sílí a tyto přístroje používá čím dál tím více potápěčů k plné spokojenosti. Navíc je naše země extrémně plodná ve výrobě a produktivitě rebreatherů – pro americké firmy Hammerhead a Golem Gear, ve střední Evropě používaný Menthes a z pSCR modelů je velmi zdařile vyroben Tres Presidentes.

Přítomnost ukazuje, že budoucnost bude těmto přístrojům jednoznačně patřit a pro jejich současné uživatele to rozhodně není slepá ulička.  

   Spokojený uživatel eCCR Menthes
IANTD Trimix Rebreather Diver

David Skoumal

powered by contentmap

You have no rights to post comments

 

 

Publikování nebo další šíření obsahu webu je bez písemného souhlasu redakce zakázáno. Společnost Czech Press Group, a.s. zaručuje všem čtenářům serveru ochranu jejich osobních údajů. Nesbíráme žádné osobní údaje, které nám čtenáři sami dobrovolně neposkytnou.

 

Publikované materiály na www.czech-press.cz (pokud není uvedeno jinak) jsou vlastní texty iKOKTEJL a texty redakcí a spolupracovníků magazínů KOKTEJL, OCEÁN, EVEREST, PSÍ SPORTY, KOČIČÍ PLANETA, V SEDLE, Koktejl SPECIAL a Koktejl EXTRA.

Czech Press Group