Wie ändert sich der Druck unter Wasser und wie beeinflussen Druckänderungen Aspekte des Tauchens wie Ausgleich, Auftrieb, Grundzeit und das Risiko einer Dekompressionskrankheit? Überprüfen Sie die Grundlagen des Drucks und des Tauchens und entdecken Sie ein Konzept, das uns während unseres Open Water-Kurses niemand erzählt hat: Dass sich der Druck schneller ändert, je näher ein Taucher an der Oberfläche ist.
Die Grundlagen
Luft hat Gewicht
Ja, Luft hat tatsächlich Gewicht. Das Gewicht der Luft übt Druck auf Ihren Körper aus — etwa 14,7 psi (Pfund pro Quadratzoll). Diese Druckmenge wird als eine Druckatmosphäre bezeichnet, da sie die Druckmenge ist, die die Erdatmosphäre ausübt. Die meisten Druckmessungen beim Tauchen werden in Einheiten von Atmosphären oder ATA angegeben.
Der Druck steigt mit der Tiefe
Das Gewicht des Wassers über einem Taucher übt Druck auf seinen Körper aus. Je tiefer ein Taucher absteigt, desto mehr Wasser haben sie über sich und desto mehr Druck übt es auf ihren Körper aus. Der Druck, den ein Taucher in einer bestimmten Tiefe erfährt, ist die Summe aller Drücke über ihnen, sowohl aus dem Wasser als auch aus der Luft.
Alle 33 Fuß Salzwasser = 1 ATA Druck
Druck ein Taucher erfährt = Wasserdruck + 1 ATA (aus der Atmosphäre)
Gesamtdruck in Standardtiefen*
Tiefe / Atmosphärendruck + Wasserdruck = Gesamtdruck
0 Fuß / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
15 Fuß / 1 ATA + 0,45 ATA = 1 .45 ATA
33 Fuß / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 Fuß / 1 ATA + 1,21 ATA = 2.2 ATA
66 Fuß / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
99 Fuß / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
*Dies gilt nur für Salzwasser auf Meereshöhe
Wasserdruck Komprimiert Luft
Luft im Körper des Tauchers Lufträume und Tauchausrüstung komprimieren sich mit zunehmendem Druck (und dehnen sich aus, wenn der Druck abnimmt). Luft komprimiert nach dem Gesetz von Boyle.
Boyles Gesetz: Luftvolumen = 1 / Druck
Keine mathematische Person? Dies bedeutet, dass je tiefer Sie gehen, desto mehr Luft komprimiert wird. Um herauszufinden, wie viel, machen Sie einen Bruchteil von 1 über den Druck. Wenn der Druck 2 ATA beträgt, beträgt das Volumen der Druckluft ½ seiner ursprünglichen Größe an der Oberfläche.
Der Druck beeinflusst viele Aspekte des Tauchens
Nachdem Sie nun die Grundlagen verstanden haben, schauen wir uns an, wie sich der Druck auf vier grundlegende Aspekte des Tauchens auswirkt.
Entzerrung
Wenn ein Taucher absteigt, bewirkt der Druckanstieg, dass sich die Luft in den Lufträumen seines Körpers komprimiert. Die Lufträume in ihren Ohren, ihrer Maske und ihrer Lunge werden wie ein Vakuum, da die komprimierende Luft einen Unterdruck erzeugt. Empfindliche Membranen, wie das Trommelfell, können in diese Lufträume gesaugt werden und Schmerzen und Verletzungen verursachen. Dies ist einer der Gründe, warum ein Taucher seine Ohren für das Tauchen ausgleichen muss.
Beim Aufstieg passiert das Gegenteil. Abnehmender Druck bewirkt, dass sich die Luft in den Lufträumen eines Tauchers ausdehnt. Die Lufträume in ihren Ohren und Lungen erfahren einen positiven Druck, wenn sie mit Luft überfüllt sind, was zu einem Lungenbarotrauma oder einem umgekehrten Block führt. Im schlimmsten Fall könnte dies die Lunge oder das Trommelfell eines Tauchers zum Platzen bringen.
Um eine druckbedingte Verletzung (z. B. ein Ohrbarotrauma) zu vermeiden, muss ein Taucher den Druck in den Lufträumen seines Körpers mit dem Druck um ihn herum ausgleichen.
Um ihre Lufträume beim Abstieg auszugleichen, fügt ein Taucher Luft in seine Körperlufträume ein, um dem „Vakuum“ -Effekt entgegenzuwirken, indem er
- normal atmet, wodurch bei jedem Einatmen Luft in die Lunge gelangt
- Hinzufügen von Luft zu ihrer Maske durch Ausatmen ihrer Nase
- Hinzufügen von Luft zu ihren Ohren und Nebenhöhlen durch Verwendung einer von mehreren Ohrausgleichstechniken
Um ihre Lufträume beim Aufstieg auszugleichen, gibt ein Taucher Luft aus ihren Körperlufträumen ab, so dass sie nicht überfüllt werden durch
- normal atmen, dies gibt zusätzliche Luft aus ihren lungen jedes Mal, wenn sie ausatmen
- Steigen Sie langsam auf und lassen Sie die zusätzliche Luft in ihren Ohren, Nebenhöhlen und Masken von selbst herausblasen
Auftrieb
Taucher steuern ihren Auftrieb (ob sie sinken, aufschwimmen oder „neutral schwimmend“ bleiben, ohne zu schweben oder zu sinken), indem sie ihr Lungenvolumen und ihren Auftriebskompensator (BCD) anpassen.
Wenn ein Taucher absteigt, bewirkt der erhöhte Druck, dass sich die Luft in seinem BCD und Neoprenanzug (es sind kleine Blasen im Neopren eingeschlossen) komprimiert. Sie werden negativ schwimmfähig (sinkt). Wenn sie sinken, komprimiert sich die Luft in ihrer Tauchausrüstung mehr und sie sinken schneller. Wenn sie seinem BCD keine Luft hinzufügen, um ihren zunehmend negativen Auftrieb auszugleichen, kann ein Taucher schnell gegen einen unkontrollierten Abstieg kämpfen.
Im umgekehrten Szenario dehnt sich die Luft in ihrem BCD und Neoprenanzug aus, wenn ein Taucher aufsteigt. Die expandierende Luft macht den Taucher positiv schwimmfähig und sie beginnen zu schweben. Wenn sie an die Oberfläche schwimmen, nimmt der Umgebungsdruck ab und die Luft in ihrer Tauchausrüstung dehnt sich weiter aus. Ein Taucher muss während des Aufstiegs kontinuierlich Luft aus seinem BCD ablassen, da er sonst einen unkontrollierten, schnellen Aufstieg riskiert (eines der gefährlichsten Dinge, die ein Taucher tun kann).
Ein Taucher muss seinem BCD beim Abstieg Luft hinzufügen und beim Aufstieg Luft aus seinem BCD abgeben. Dies mag kontraintuitiv erscheinen, bis ein Taucher versteht, wie Druckänderungen den Auftrieb beeinflussen.
Grundzeiten
Grundzeit bezieht sich auf die Zeit, die ein Taucher unter Wasser bleiben kann, bevor er seinen Aufstieg beginnt. Der Umgebungsdruck beeinflusst die Bodenzeit auf zwei wichtige Arten.
Erhöhter Luftverbrauch reduziert Grundzeiten
Die Luft, die ein Taucher atmet, wird durch den Umgebungsdruck komprimiert. Wenn ein Taucher auf 33 Fuß oder 2 ATA Druck absteigt, wird die Luft, die er atmet, auf die Hälfte seines ursprünglichen Volumens komprimiert. Jedes Mal, wenn der Taucher einatmet, braucht er doppelt so viel Luft, um seine Lungen zu füllen, als an der Oberfläche. Dieser Taucher verbraucht seine Luft doppelt so schnell (oder in der Hälfte der Zeit) wie an der Oberfläche. Ein Taucher verbraucht seine verfügbare Luft schneller, je tiefer er geht.
Erhöhte Stickstoffaufnahme reduziert die Grundzeiten
Je höher der Umgebungsdruck ist, desto schneller absorbiert das Körpergewebe eines Tauchers Stickstoff. Ohne ins Detail zu gehen, kann ein Taucher seinem Gewebe nur eine bestimmte Menge an Stickstoffabsorption erlauben, bevor er mit dem Aufstieg beginnt, oder er läuft ein inakzeptables Risiko einer Dekompressionskrankheit ohne obligatorische Dekompressionsstopps ein. Je tiefer ein Taucher geht, desto weniger Zeit haben sie, bevor ihr Gewebe die maximal zulässige Menge an Stickstoff absorbiert.
Da der Druck mit der Tiefe zunimmt, steigen sowohl der Luftverbrauch als auch die Stickstoffaufnahme, je tiefer ein Taucher geht. Einer dieser beiden Faktoren begrenzt die Grundzeit eines Tauchers.
Schnelle Druckänderungen können zu Dekompressionskrankheit führen
Ein erhöhter Druck unter Wasser führt dazu, dass das Körpergewebe eines Tauchers mehr Stickstoffgas absorbiert, als es normalerweise an der Oberfläche enthalten würde. Wenn ein Taucher langsam aufsteigt, dehnt sich dieses Stickstoffgas nach und nach aus und der überschüssige Stickstoff wird sicher aus dem Gewebe und Blut des Tauchers entfernt und beim Ausatmen aus seinem Körper freigesetzt.
Der Körper kann Stickstoff jedoch nur so schnell eliminieren. Je schneller ein Taucher aufsteigt, desto schneller dehnt sich Stickstoff aus und muss aus seinem Gewebe entfernt werden. Wenn ein Taucher zu schnell eine zu große Druckänderung durchmacht, kann sein Körper nicht den gesamten expandierenden Stickstoff eliminieren und der überschüssige Stickstoff bildet Blasen in seinem Gewebe und Blut.
Diese Stickstoffblasen können die Dekompressionskrankheit (DCS) verursachen, indem sie den Blutfluss zu verschiedenen Körperteilen blockieren und Schlaganfälle, Lähmungen und andere lebensbedrohliche Probleme verursachen. Schnelle Druckänderungen sind eine der häufigsten Ursachen für DCS.
Die größten Druckänderungen sind der Oberfläche am nächsten.
Je näher ein Taucher an der Oberfläche ist, desto schneller ändert sich der Druck.
Tiefenänderung / Druckänderung / Druckerhöhung
66 bis 99 Fuß / 3 ATA bis 4 ATA / x 1,33
33 bis 66 Fuß / 2 ATA bis 3 ATA / x 1.5
0 bis 33 Fuß / 1 ATA bis 2 ATA / x 2,0
Schauen Sie sich an, was wirklich in der Nähe der Oberfläche passiert:
10 bis 15 Fuß / 1,30 ATA bis 1,45 ATA / x 1,12
5 bis 10 Fuß / 1,15 ATA bis 1,30 ATA / x 1,13
0 bis 5 Fuß / 1,00 ATA bis 1,15 ATA / x 1,15
Ein Taucher muss den sich ändernden Druck umso häufiger kompensieren, je näher er sich der Oberfläche befindet. Je flacher ihre Tiefe ist:
• desto häufiger muss ein Taucher seine Ohren und seine Maske manuell ausgleichen.
• Je häufiger ein Taucher seinen Auftrieb anpassen muss, um unkontrollierte Auf- und Abstiege zu vermeiden
Taucher müssen während des letzten Teils des Aufstiegs besondere Vorsicht walten lassen. Schießen Sie niemals nach einem Sicherheitsstopp direkt an die Oberfläche. Die letzten 15 Fuß sind die größte Druckänderung und müssen langsamer als der Rest des Aufstiegs genommen werden.
Die meisten Anfängertauchgänge werden aus Sicherheitsgründen und zur Minimierung der Stickstoffaufnahme und des DCS-Risikos in den ersten 40 Fuß Wasser durchgeführt. Dies ist, wie es sein sollte. Bedenken Sie jedoch, dass es für einen Taucher schwieriger ist, seinen Auftrieb zu kontrollieren und im flachen Wasser auszugleichen als im tieferen Wasser, da die Druckänderungen extremer sind!