PADI Tauchtheorie auf Deutsch
Tauchtheorie – Dekompressionstheorie und RDP ist eines der 5 Themen, die bei der PADI Tauchlehrerprüfung geprüft werden.
Ich habe diese PADI Tauchtheorie Studyguide auf Deutsch erstellt, um dir bei der Vorbereitung auf deine PADI Instructor Prüfung oder PADI Divemaster Prüfung zu helfen. Wenn du dich entscheidest, deinen PADI Divemaster Kurs oder PADI IDC mit Asia Scuba Instructors zu machen, wirst du Zugang zu vielen weiteren Materialien in unserem ‚Online-Classroom‘ haben.
Die Tauchtheorie – Dekompressionstheorie und RDP Studyguide und die Übungsprüfungen sind hier auch in Englisch erhältlich.
Dekompressionstheorie und RDP
Das Dekompressionsmodell von Haldane
Fast alle Tauchtabellen und Tauchcomputer sind basieren auf dem haldanischen Dekompressionsmodell . Dies ist nach John Scott Haldane benannt, der die erste mathematische Formel (Modell) für die Dekompressionskrankheit entwickelt hat.
Moderne Dekompressionsmodelle basieren auf ähnlichen Ideen.
Gewebedruck
Wenn sich ein Taucher an der Oberfläche befindet, atmet er Luft mit einem Druck von 1 Bar. Luft besteht aus 21% Sauerstoff und 79% Stickstoff. Der Stickstoff übt einen Partialdruck von 0,79 bar aus.
Der menschliche Körper nimmt Stickstoff auf. Wie du in der Physik gelernt hast, können gelöste Gase auch Druck ausüben. Der Stickstoffdruck im Körper des Tauchers, wenn er Luft an der Oberfläche atmet, beträgt ebenfalls 0,79 bar. Der Stickstoffdruck im Körper des Tauchers (Gewebedruck ) steht im Gleichgewicht mit dem Stickstoffdruck der Luft, die er atmet.
Druckgradient
Wenn der Taucher bis zu einer bestimmten Tiefe abtaucht, ist der Stickstoffdruck in seiner Atemluft höher als der Stickstoffgewebedruck in seinem Körper, sodaß sich mehr Stickstoff im Körpergewebe auflöst.
Die Differenz zwischen dem Druck des gelösten Stickstoffs im Gewebe und dem Stickstoffdruck in der Atemluft wird als Druckgradient bezeichnet. Gewebedruck und Druckgradient werden normalerweise als Stickstoffpartialdruck PPN2 (Bar) ausgedrückt.
Mit genügend Zeit wird der Stickstoffgewebedruck wieder dem Stickstoffdruck in der Atemluft entsprechen. In dem Körper löst sich kein Stickstoff mehr auf, solange der Taucher in der gleichen Tiefe bleibt. Dies wird als gesättigt bezeichnet.
Übersättigung
Wenn der Taucher auftaucht, ist der Stickstoffgewebedruck im Körper höher als der Stickstoffdruck in seiner Atemluft, wodurch das Gewebe Stickstoff freisetzt. Dies wird als Übersättigung bezeichnet. Das Gewebe setzt Stickstoff frei, bis wieder ein Gleichgewicht erreicht ist.
Nach jedem Tauchgang ist der Taucher übersättigt. Dies führt nicht unbedingt zu einer Dekompressionskrankheit. Wenn der Druckgradient jedoch akzeptable Grenzen überschreitet, können sich Blasen bilden die eine Dekompressionskrankheit verursachen.
Diese Grenzwerte werden vom Dekompressionsmodell der RDP-Tabelle oder dem Computer vorgegeben und als M-Werte bezeichnet.
Halbwertzeit
Wie schnell oder langsam sich der Druckgradient ändert, wird durch die Halbwertzeit definiert. Die Halbwertzeit kann als die Zeit erklärt werden, die benötigt wird, um einen bestimmten Wert auf die Hälfte zu reduzieren (in diesem Fall den Druckgradienten). Die Halbwertzeit wird verwendet, um die Stickstofffreisetzung sowie die Stickstoffabsorption zu berechnen.
Wenn die Halbwertzeit 1 Stunde beträgt, wird der Druckgradient nach einer Stunde auf 50%, nach 2 Stunden auf 25%, nach 3 Stunden auf 12,5% usw. reduziert. Nach 6 Halbzeiten (1,56%) wird der Druckgradient als Null betrachtet (gesättigt).
Gewebekompartimente
Haldane entdeckte, daß verschiedene Körperteile unterschiedliche Halbwertzeiten haben. Sie absorbieren und setzen gelösten Stickstoff mit unterschiedlichen Raten frei.
Um diese Unterschiede zu berücksichtigen, konstruierte er ein mathematisches Modell, das aus fünf theoretischen Geweben besteht. Diese werden als Gewebekompartimente bezeichnet.
Diese theoretischen Gewebekompartimente entsprechen keinem bestimmten Körpergewebe direkt. Sie werden nur zur Vereinfachung der Berechnungen verwendet.
Jedes Kompartiment hat eine andere Halbzeit für die Geschwindigkeit, mit der es Stickstoff absorbiert und freisetzt (langsame und schnelle Kompartimente).
Neben unterschiedlichen Halbwertzeiten hat jedes Kompartiment einen anderen M-Wert.
Die langsameren Kompartimente haben niedrigere M-Werte.
Die schnelleren Kompartimente haben höhere M-Werte.
Die M-Werte wurden durch Ultraschall-Doppler-Tests an Tauchern nach tatsächlichen Testtauchgängen ermittelt.
Kontrollgewebe
Wenn ein Taucher bei einem flachen Tauchgang gesättigt wird, kann der Druckgradient in den schnelleren Kompartimenten immer noch niedriger sein als der M-Wert. Wenn der Taucher jedoch extrem lange flach taucht oder wenn er in kurzer Zeit mehrere flache Tauchgänge durchführt, kann der Druckgradient in den langsameren Gewebekompartimenten möglicherweise höher als der M-Wert werden. Das Gewebe, das zuerst seinen M-Wert erreicht, wird als Kontrollgewebe bezeichnet. Bei flachen Tauchgängen ist das Kontrollgewebe daher ein langsames Kompartiment. Bei tiefen Tauchgängen ist das Kontrollgewebe ein schnelles Kompartiment.
Beispiel:
Ein Taucher taucht in 10 Meter Tiefe. Der Stickstoffpartialdruck in seiner Atemluft beträgt:
2 * 0,79 Bar = 1,58 Bar
Die schnellen Gewebekompartimente im Körper haben eine Halbwertzeit von 5 Minuten. Nach 6 x 5 Minuten = 30 Minuten sind sie gesättigt und erreichen einen Partialdruck von 1,58 bar. Dies ist niedriger als der M-Wert dieses Gewebes. Da das Gewebekompartiment gesättigt ist, wird der Partialdruck niemals höher als 1,58- auch dann nicht, wenn der Taucher sehr lange auf der gleichen Tiefe bleibt.
Eines der langsameren Gewebekompartimente hat eine Halbwertzeit von 37 Minuten. Nach 6 x 37 Minuten = 222 Minuten ist auch dieses Gewebe gesättigt und erreicht einen Partialdruck von 1,58 Bar. Dies kann höher sein als der M-Wert für dieses Kompartiment, was bedeutet, daß der Taucher ein inakzeptabel hohes Risiko hat eine DCS zu entwickeln.
Dieses Beispiel ist ein sehr langer Tauchgang (mehr als 3,5 Stunden), aber du solltest bedenken, daß langsame Gewebekompartimente während des Oberflächenintervalls auch langsamer Stickstoff freisetzen. Nach einem kurzen Oberflächenintervall haben die langsameren Kompartimente möglicherweise nicht den gesamten Stickstoff freigesetzt. Wenn du in kurzer Zeit mehrere flache Tauchgänge machst, ist das Kontrollgewebe auch ein langsames Gewebe.
Wenn ein Kompartiment seinen M-Wert erreicht, endet der Tauchgang oder es wird ein Dekompressionstauchgang. Denke daran, dass die M-Werte für das Auftauchen auf Meereshöhe berechnet werden. Deshalb solltest du beim Tauchen in Höhen über 300 m spezielle Verfahren anwenden.
Denke daran: Alle Dekompressionsmodelle sind theoretische Darstellungen von Tauchgängen. Es gibt keine direkte Beziehung zwischen dem Dekompressionsmodell und dem menschlichen Körper. Einige Taucher sind anfälliger für DCS als andere. Es besteht immer ein gewisses Risiko für DCS. Aus diesem Grund bringen wir Tauchern bei, nicht an den Grenzen ihrer Tabelle oder ihres Tauchcomputers zu tauchen.
US Navy Tables
Die ersten Tauchtabellen, die weit verbreitet und für das Freizeittauchen geeignet waren, sind die US Navy-Tables die in den 1950er Jahren entworfen wurden. Die meisten Freizeittaucher und Tauchlehrer hatten zu dieser Zeit einen militärischen Hintergrund und die Navy-Tables waren für alle zugänglich.
Die US Navy-Tabelle verwendet sechs Kompartimente mit einer langsamsten Halbwertzeit von 120 Minuten.
Für Oberflächenintervalle wird eine Halbwertzeit von 120 Minuten verwendet um die Stickstofffreisetzung zu berechnen. Es dauert also 12 Stunden (720 Minuten, 6 x 120), um den gesamten Stickstoff freizusetzen.
Die Recreational Dive Planner (RDP)
Mitte der 1980er Jahre erkannte Dr. Raymond Rogers, daß die Navy Tables nicht ideal zum Sporttauchen waren.
Die Taucher der US Navy waren alle männlich und in den 20ern und 30ern und einigermaßen fit. Normalerweise machten sie lange Tauchgänge, die anstrengende Übungen beinhalteten.
Für Sporttaucher, die aus allen Geschlechtern und Altersgruppen bestehen und an einem Tag mehrere entspannte Tauchgänge machen würden, schien die Oberflächenzeit basierend auf einer 120-minütigen Halbwertzeit sehr konservativ. Aus diesem Grund verwendete Dr. Rogers ein 60-Minuten-Kompartiment, um Oberflächenintervalle zu berechnen. Die WXYZ-Regeln stellen sicher, dass die langsameren Kompartimente innerhalb der Grenzen bleiben.
Neue Technologien (Doppler-Ultraschall) zeigten, daß beim Tauchen an den Grenzen der US Navy Tabellen häufig stille Blasen auftraten. Dr. Rogers schlug vor, dass niedrigere M-Werte für Sporttaucher besser geeignet sind.
Mit Hilfe von DSAT (Diving Science & Technology) entwickelte Rogers den RDP – Recreational Dive Planner .
Der RDP verwendet 14 Kompartimente anstelle der 6 in den US Navy Tabellen verwendeten. Zur Berechnung des Oberflächenintervalls verwendet der RDP eine 60-minütige Halbzeit anstelle von 120 Minuten auf den Tabellen der US Navy.
Die Druckgruppen des RDP sind NICHT austauschbar mit dem US Navy Tabellen oder mit Tauchtabellen anderer Agenturen.
eRDPml
Bei der Planung von Tauchgängen mit dem RDP wird davon ausgegangen, daß der Taucher während des gesamten Tauchgangs die geplante Tiefe beibehält. Der Hauptvorteil des eRDPml (electronic RDP for multi-level) besteht darin, daß Taucher mehrstufige Tauchgänge planen können. Die Druckgruppen auf dem eRDPml sind die gleichen wie auf dem RDP. Da jedoch Tiefen und Zeiten in der RDP-Tabelle häufig gerundet sind, können Berechnungen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen (es gibt z.B. keine 19 Meter im RDP).
Der eRDPml ist kein Tauchcomputer und kann nicht mit unter Wasser genommen werden.
Tauchcomputer
Heutzutage sind Tauchcomputer die genaueste Art, einen Tauchgang zu planen. Die meisten Tauchcomputer berechnen die verbleibende Nullzeit jede Minute – dies vermeidet unnötige Rundungen. In einigen Modellen kann das Berechnungsintervall geändert werden.
Tauchcomputer können verschiedene Algorithmen verwenden, die unter verschiedenen Namen bekannt sind, wie Spencer Limits, Buhlmann, RGBM (Reduced Gradient Bubble Model). Diese Modelle basieren im Wesentlichen immer noch auf Haldanes ursprünglichem mathematischen Modell.
Tauchtabellen verwenden eine feste Halbwertzeit zur Berechnung des Oberflächenintervalls aber die meisten Tauchcomputer gehen davon aus, dass alle Kompartimente Stickstoff an der Oberfläche mit ihren Unterwasser-Halbwertzeitraten freisetzen. Dies wird als EE-washout (exponentielle Absorption – exponentielle Freisetzung) bezeichnet.
PADI Empfehlung zum Tauchen mit Computern
• Taucher sollten sich niemals einen Tauchcomputer teilen.
• Jeder Taucher muß seinen eigenen Computer haben und denselben Computer während einer Reihe von Tauchgängen benutzen.
• Computer haben dieselbe theoretische Grundlage wie Tabellen, sodaß einer weder besser noch sicherer als der andere ist.
• Es gelten alle Standardrichtlinien, z. B. tiefste Tauchgänge zuerst.
• Befolge die Empfehlungen aller Hersteller.
• Beende den Tauchgang mit dem konservativsten Computer eines Buddy-Teams.
• Wenn ein Computer während eines Tauchgangs ausfällt, steige langsam auf 5 Meter auf und mache einen langen Sicherheitsstopp, solange die Luftversorgung dies zulässt. Bleibe 12 – 24 Stunden aus dem Wasser, bevor du wieder mit einer anderen Tabelle oder einem anderen Computer tauchst.