PADI IDC TAUCH-THEORIE
PADI Tauchtheorie - Die Dekompressionstheorie und RDP ist eines der 5 Themen, die bei der PADI Tauchlehrerprüfung geprüft werden.
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vorbereiten kannst.
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Dekompressionstheorie und das RDP
Das Haldaneansche Dekompressionsmodell
Fast alle Tauchtabellen und Tauchcomputer basieren auf einem Haldaneanisches Dekompressionsmodell. Diese ist nach John Scott Haldane benannt, der die erste mathematische Formel entwickelte (Modell) für die Dekompressionskrankheit.
Moderne Dekompressionsmodelle beruhen auf den gleichen Ideen.
Gewebedruck
Wenn ein Taucher an der Oberfläche ist, atmet er Luft mit einem Druck von 1 Bar. Die Luft enthält 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 auf eine bestimmte Tiefe abtaucht, ist der Stickstoffdruck in seiner Atemluft höher als der Stickstoffgewebedruck in seinem Körper, so dass sich mehr Stickstoff in den Körpergeweben auflöst.
Die Differenz zwischen dem Gewebedruck des gelösten Stickstoffs und dem Stickstoffdruck in der Atemluft nennt man Druckgradient. 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 nicht direkt einem bestimmten Körpergewebe. Sie werden lediglich zur Vereinfachung der Berechnungen verwendet.
Jedes Kompartiment hat eine unterschiedliche Halbwertszeit für die Geschwindigkeit, mit der es Stickstoff aufnimmt und abgibt (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 macht einen Tauchgang in 10 m Tiefe. Der Partialdruck von Stickstoff in seiner Atemluft ist:
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 aber niedriger als der M-Wert dieses schnellen 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 Halbwertszeit von 37 Minuten. Nach 6 * 37 Minuten = 222 Minuten wird auch dieses Kompartiment gesättigt sein und einen Partialdruck von 1,58 Bar erreichen. Dieser Wert kann höher sein als der M-Wert für dieses Kompartiment, was bedeutet, dass der Taucher ein unannehmbar hohes Risiko für die Entwicklung einer DCS hat.
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.
Zur Erinnerung: Alle Dekompressionsmodelle sind theoretische Darstellungen von Tauchgängen. Es gibt keine direkte Beziehung zwischen dem Dekompressionsmodell und dem menschlichen Körper. Manche Taucher sind anfälliger für DCS als andere. Es besteht immer ein gewisses DCS-Risiko. Deshalb bringen wir den Tauchern bei, nicht bis an die Grenzen ihrer Tabellen oder Tauchcomputer zu tauchen.
US-Navy-Tabellen
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 Tabelle der US Navy verwendet sechs Fächer with a slowest halftime of 120 minutes to calculate Nitrogen absorbsion.
Für Oberflächenintervalle wird eine Halbzeit von 120 Minuten verwendet. um die Stickstofffreisetzung zu berechnen. Es dauert also 12 Stunden (720 Min. 6 x 120), um den gesamten Stickstoff freizusetzen.
Beachte, dass dies eine Vereinfachung ist. Zur Berechnung der Stickstoffaufnahme während eines Tauchgangs verwendet die Navy-Tabelle sechs Kompartimente. Für die Berechnung des Oberflächenintervalls wird nur ein einziges Kompartiment (120 Minuten) verwendet.
Der Recreational Dive Planner (RDP)
Mitte der 1980er Jahre erkannte Dr. Raymond Rogers, dass die USN-Tabellen für das Sporttauchen nicht ideal waren.
Die Taucher der US Navy waren alle männlich, in den 20er und 30er Jahren und einigermaßen fit. Sie machten in der Regel lange Tauchgänge, die auch anstrengende Übungen beinhalteten. Die Freizeittaucher umfassten alle Geschlechter und Altersgruppen und machten mehrere entspannte Tauchgänge an einem Tag.
Neue Technologien (Doppler-Ultraschall) zeigten, dass beim Tauchen bis zu den Grenzwerten der US-Navy-Tabellen häufig stille Blasen auftreten. Dr. Rogers schlug vor, dass niedrigere M-Werte für Sporttaucher besser geeignet wären.
Mit Hilfe von DSAT (Diving Science & Technology) entwickelte Rogers das RDP - Freizeit-Tauchgang-Planer.
Der RDP verwendet 14 Kompartimente, anstelle der in den Tabellen der US Navy verwendeten 6.
Die Oberflächenzeit basierend auf einer 120-minütigen Halbwertszeit schien für Sporttaucher sehr konservativ zu sein. Aus diesem Grund verwendete Dr. Rogers zur Berechnung der Oberflächenintervalle ein 60-Minuten-Kompartiment anstelle der 120 Minuten in den Tabellen der US Navy. Die WXYZ-Regeln stellen sicher, dass die langsameren Kompartimente innerhalb der Grenzen bleiben, auch wenn mehrere Tauchgänge pro Tag gemacht werden.
Die Druckgruppen des RDP sind NICHT austauschbar mit der Tabelle der US Navy oder mit Tauchtabellen anderer Behörden.
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 Methode zur Planung eines Tauchgangs. Die meisten Tauchcomputer berechnen die Nullzeit in einem 1-Minuten-Intervall - so werden unnötige Rundungen vermieden. Bei 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. EE-Auswaschung (exponentielle Aufnahme - exponentielle Abgabe).
PADI Empfehlung für das Tauchen mit Computer
• 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.