Tech gas blender

Trimix - Heliox - Nitrox

FAQ

Frequently Asked Questions

Si, con la funzionalità Top Off avanzato: se vuoi ridurre la frazione di Ossigeno imposta il top-off con Elio o comunque con un mix con una frazione più bassa del mix attuale.

Se invece vuoi aumentare la frazione dovrai fare il contrario: top-off con ossigeno o con un mix a più alta frazione di Ossigeno.

Esempio: hai una 52/21 a 205 bar e vuoi aggiustare l’Ossigeno.

Vai nel menu Gas Blender, Top-Off avanzato, imposta step di 1 bar con Aria e … a 220 bar hai un 50/20 praticamente perfetto.

A.

Q ?

Come posso correggere velocemente la sola frazione di Ossigeno in un Trimix senza preoccuparmi della esatta composizione di Elio e Azoto ?

Posso farlo con Tech Gas Blender ?

Se il mix iniziale ha la stessa composizione di quello finale no, altrimenti si; è tanto più importante quanto più differiscono mix iniziale e finale.

A.

Q ?

Utilizzando il metodo Continuous Flow, per ottenere la migliore accuratezza possibile conviene utilizzare il modello Gas Reali ?

Perché non è un’equazione creata per gestire una miscela di Ossigeno-Elio-Azoto, soprattutto a queste pressioni.

Esistono molte altre equazioni eccellenti, create per i derivati del petrolio e non per la subacquea tecnica … anche queste, pur essendo di grande valore scientifico non sono adatte !

A.

Q ?

Perché l’equazione di van der Waals  non funziona ?

Innanzitutto dipende se si sta preparando Nitrox o miscele con Elio.

In caso di Nitrox lo scostamento non è elevatissimo: con una EAN 50 a 200 bar a bombola vuota si ha uno scostamento di circa 1,4 %.

Diverso è quando si usa Elio: preparando una 10/70 con una procedura di calcolo basata sui Gas Ideali si ottiene uno scostamento di quasi tre punti sull’Elio (partendo da bombola vuota), quasi quattro se l’Elio è il primo gas della sequenza.

Gli errori più grossi si fanno applicando Fudge Factors in condizioni diverse da quelle in cui funzionano (concetto di estrapolazione di una regola) e gestendo la temperatura in modo inappropriato.

A.

Q ?

Qual è l’ordine di grandezza degli errori introdotti con il modello dei Gas Ideali ?

Caricando a step progressivi senza interruzione, stimando i cali ipotetici di pressione a freddo, si possono facilmente introdurre differenze che portano a 4-5 punti percentuali per certi tipi di gas. Per toccare con la mano gli effetti ci si può sbizzarrire con le funzionalità “Pressione e temperatura” e “What if: Gas Ideali e Gas reali” nel menu Tools.

Si osservi il seguente esempio, è un caso reale: preparando una 40 CF di 50/20 a 220 bar sono stati immessi Ossigeno ed Elio, facendo poi  raffreddare il mix a temperatura ambiente.

Si è poi aggiunto l’ultimo step di aria fino a 229 bar (misura a caldo) con un modesto Bauer Junior, 6 mc/h.

Una volta tornato il mix a temperatura ambiente,  è sceso a  207 bar: questo significa che la temperatura del mix al momento della misurazione  dei 229 bar era di circa 54 °C

Stimare il calo di pressione effettivo è difficile, bisognerebbe, come per i Fudge Factors, trovare le dimensioni delle correzioni e usarle solo nelle stesse condizioni: stessi mix, stesse pressioni, stesso compressore/booster ecc.

Poiché questo è di fatto impossibile, due sono le alternative: o ci si rassegna ad una incertezza tanto più elevata quanto più si è distanti dalle condizioni testate oppure, se si persegue la massima accuratezza, si usa Tech Gas Blender in modalità Gas Reali e si lavora a temperatura isoterma.

Se poi si fa un passaggio al volo tra Elio ed Aria girando semplicemente un rubinetto a tre vie senza spurgare le linee e il compressore/booster, allora si accetta di sacrificare l’accuratezza a favore della praticità,  introducendo un ulteriore fattore di incertezza.

In questi casi, se non si sono testate le procedure nelle stesse condizioni, non ci si deve sorprendere trovandosi  7/8 punti di scostamento rispetto alla composizione desiderata.

A.

Q ?

Qual è l’ordine di grandezza degli scostamenti se non si tiene la temperatura isoterma ?

No, non c’è nessuna necessità di misurare la temperatura del gas, è sufficiente impostare la temperatura ambiente.

Se si calcola una procedura con una isoterma a 20 °C e il mix si trova invece a 30 °C la differenza di composizione del mix finale è insignificante, non rilevabile con le nostre strumentazioni, purché  la procedura venga seguita correttamente.

 

Quello che invece ha un forte impatto sul risultato finale è misurare la pressione del mix a temperature diverse nei vari step, senza dargli il tempo di tornare a temperatura ambiente.

A.

Q ?

Ho capito che la temperatura è un fattore cruciale, devo misurare la temperatura dei gas per impostare l’isoterma ?

 

È impossibile dare una risposta esatta.

In teoria: MAI se l’analisi è perfetta, SEMPRE se contiene errori elevati; quindi dipende dall’accuratezza con la quale vengono fatte le analisi e le ricariche.

Bisogna anche tener presente il rischio del cumularsi degli errori e che gli strumenti comunemente usati nelle comunità tecniche non consentono accuratezze elevatissime.

Scaricare completamente le bombole ogni tre-quattro ricariche potrebbe essere ragionevole, ma tutto dipende dalle considerazioni  appena fatte.

A.

Q ?

Ho capito che gli errori di analisi del mix iniziale sono tanto più importanti quanto più è alta la sua pressione.

L’Elio però è caro e, per quanto possibile, si cerca si riutilizzare il mix residuo.

Ogni tanto conviene scaricare completamente il mix iniziale per sicurezza ?

Con quale frequenza ?

La mole è una unità di misura del  Sistema Internazionale (S.I.) ed indica la quantità di sostanza, atomi o molecole, espresso in numero di unità elementari: 6,023 * 10 ^23

Questo numero in notazione scientifica esprime un valore di seicentomila miliardi di miliardi.

Questo non deve complicare la visione delle cose, anzi: basta vedere le moli come una certa quantità di particelle di Ossigeno o Elio o Azoto, sapendo che un 10/70 significa non 10% di pressione di Ossigeno e così via, ma 10% di particelle di Ossigeno, 70% di particelle di Elio e 20% di Azoto.

Quello che è importante sapere è tutto qui, al resto pensa il programma, che mette in condizione l'utente di misurare le moli attraverso la pressione.

A.

Q ?

Cosa è una mole ?

Si tratta della concentrazione, cioè di quante moli di ciascun gas  si troveranno per ogni litro di volume interno di una bombola, alla pressione e temperatura impostate.

Anche in questo caso l’uso di queste informazioni non è per complicare le cose, il programma ha l’ambizione opposta; si preferisce riportarle per evidenziare come le quantità di gas non si misurino con relazioni di proporzionalità diretta con la pressione.

A.

Q ?

Cos’è il simbolo mol/Liter che si vede nella schermata delle istruzioni ?

Si tratta della densità, cioè la massa di gas per ogni litro di volume interno della bombola, alla pressione e temperatura indicata.

Il peso molecolare dell’Ossigeno è  31,9988 gr. , cioè la massa di una mole di questo gas corrisponde a 31,998 gr.

Il peso molecolare dell’Elio è 4,0026 gr. , mentre quello dell’Azoto è 28,0134 gr.

Il peso molecolare è uguale alla somma dei pesi atomici (massa atomica) che

costituiscono la molecola; O2 e N sono diatomici, l'He è monoatomico.

Tutto questo significa che, se ho calcolato un Trimix 10/70 a 200 bar e 20 °C, leggerò un tot. di 85,177 gr./Litro, quindi una 80 CF conterrà 11,1 x  85,177 = 945,46 grammi di miscela, tutto qui.

Puoi controllare i pesi di una configurazione completa in Tools, Pesi gas.

A.

Q ?

Cos’è il simbolo gr/Litri ?

A causa delle infinite possibilità di composizione molare, pressione e temperature è praticamente impossibile dire con certezza il grado di accuratezza per ogni punto, tuttavia si può avere un’idea dell’ordine di grandezza.

Innanzitutto, man mano che predomina un gas rispetto agli altri, diminuiscono gli effetti delle forze intermolecolari, per cui ci si avvicina ai dati di accuratezza dei gas puri rilevati nei vari lavori pubblicati; le incertezze nella densità sono: Elio 0,1%

- Ossigeno 0,1% - Azoto 0,02 %

 

Per avere un’idea dell'accuratezza delle miscele possiamo fare riferimento al report of investigation “Equation of State for Helium-Nitrogen Mixtures from 133.15° to 748.15 °K with Pressures to 300 atmospheres” nel quale si riporta, in oltre 2.500 comparazioni con dati sperimentali, uno scostamento massimo dell’equazione 0.0004

I modelli adottati dal programma sono più recenti e ritenuti i più accurati disponibili.

A.

Q ?

Qual è l’accuratezza del programma in caso di  miscele ?

Se la bombola è completamente scarica, a zero bar gauge, non significa che non contenga gas.

Il programma calcola, correttamente, il gas presente all’ interno alla bombola a p gauge zero, quindi devi indicarlo correttamente.

Se vuoi vedere una Heliox 50 con gas ideali devi impostare come gas iniziale 50% Ossigeno e 50% Elio a zero bar gauge, poi fino a 100 bar con Ossigeno, poi fino a 200 bar con Elio.

A.

Q ?

Ho usato la funzionalità “What if” in Tools con scopi didattici, se aggiungo 100 di Ossigeno e 100 di Elio perché non ottengo 50% con i Gas Ideali ?

Si, si fa spesso confusione tra queste parole.

Qualsiasi misura ha un’incertezza che ne indica l’affidabilità, il grado di incertezza deriva dalla precisione e dalla accuratezza.

La precisione indica quanto è riproducibile la misura, anche se non coincide con il valore corretto.

L’accuratezza indica la corrispondenza tra il valore reale e quello misurato.

Non importa complicarsi la vita con queste disquisizioni: quello che conta è dotarsi di strumentazioni di alto livello (manometro ed analizzatore) correttamente tarati e usarli al meglio, tutto qui.

A.

Q ?

C’è differenza tra incertezza, precisione e accuratezza ?

La questione è  controversa, la teoria della cinetica dei gas si scontra con le particolari condizioni  delle miscele della subacquea tecnica.

Il movimento delle molecole/atomi risente della densità delle miscele e del tipo di gas (l’atomo dell’Elio è molto diverso dalle molecole di Ossigeno ed Azoto); alle pressioni usate in immersioni tecniche la diffusione molecolare è molto bassa.

Si noti anche la raccomandazione contenuta nel manuale U.S. NAVY Diving Manual chapter 16 - Breathing Gas Mixing Procedures (parlando di Heliox): “allow the cylinders to stand for at least six hours to permit the gases to mix homogeneously, or if equipment is available, roll the cylinder for at least one hour”.

Questa raccomandazione è stata criticata da alcuni, ma è tuttora presente nell’edizione più recente del manuale e, vista l'autorevolezza, sarei molto prudente nel considerarle solo sciocchezze.

Probabilmente l’equivoco è dovuto al fatto che, come spesso accade, non si tiene conto delle differenze tra le dotazioni a disposizione dei privati e quelle di organizzazioni come la U.S.Navy: probabilmente hanno dispositivi elettrici (simili a quelli usati per pulire l'interno delle bombole prima dei collaudi) che ruotano le bombole in modo talmente energico da determinare l’effettiva agitazione del contenuto, anche ad alte densità, cosa impensabile da ottenere manualmente.

L’esperienza dice che la maggior parte dei Nitrox impiega al massimo 2-3 ore per miscelarsi completamente, mentre alcuni Trimix impiegano anche 12 ore, ad esempio quando si miscelano due Trimix diversi.

A.

Q ?

Quanto tempo impiegano le miscele a mischiarsi completamente ?

Al primo avvio dell’applicazione viene proposta una schermata con le impostazioni di base, che vengono caricate dal programma in base al sistema operativo in uso e che conviene controllare non appena viene visualizzata questa finestra:

 

• Lingua:  EN/IT

• Pressione:  bar/psi

• Temperatura: °C/°F

• Costi Ossigeno ed Elio

• Valuta: U$/Eur/altro

• Profondità: metri/feet

• Volume: Litri/cubic feet

• Peso: grammi/libbre

 

Questa schermata può comunque essere richiamata successivamente dal menu impostazioni, Check principali impostazioni.

 

Conviene completare fin da subito le proprie preferenze:

 

Impostazioni, bombole personali: elimina tutte quelle che ritieni di non dover mai utilizzare e aggiungi quelle dovessero mancare, è importante inserire il loro volume interno  se vuoi un’informazione corretta riguardo alla quantità di miscela contenuta e ai costi.

In ogni caso potrai tornare alle impostazioni iniziali premendo il pulsante "Default".

 

Fai la stessa cosa con le miscele: Impostazioni, Mix preferiti, elimina quelle che pensi di non usare e aggiungi quelle che dovessero mancare.

 

Queste due impostazioni ti permettono di ottimizzare la fluidità di lavoro, limitando le opzioni di scelta a quelle effettivamente desiderate, senza perdersi in mezzo a casistiche che non userai mai.

 

Se lavori anche con il metodo Continuous Flow controlla il limite di sicurezza in Impostazioni, Max Oxy in Cont. Flow.

 

Se vuoi che il programma, in caso di necessità di scaricare il mix iniziale, cerchi delle alternative, imposta i valori che ritieni accettabili e compatibili con i limiti di sicurezza come pressione finale delle bombole in Impostazioni, Gestione mix iniziale.

 

Controlla poi i valori degli warnings che appariranno con la procedura di ricarica in Impostazioni, Warnings. Sono semplici ma utili, ad esempio ti dicono il range di respirabilità di un mix.

 

Infine, se ti interessa stampare, controlla le impostazioni di stampa in modo da ottenere quello che ritieni utile in Impostazioni, Opzioni di stampa.

A.

Q ?

È un programma ricco di impostazioni, da dove mi conviene iniziare ?

 
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