Druck
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Mit Hilfe der physikalischen Größe Druck wird die Kraft, die senkrecht auf eine Fläche wirkt, beschrieben. Damit ergibt sich die Formel
p = F / A.
Die Einheit des Druckes ist Pascal, im Tauchsport wird dagegen meistens die SI-konforme Einheit bar (1 bar = 1000 hPa) verwedet.
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Entstehung des Drucks
Die Teilchen eines Gases oder eines Gasgemisches bewegen sich ungeordnet durcheinander. Betrachtet man eine Grenzfläche innerhalb des Gases, so prallen die einzelnen Teilchen gegen diese Fläche und üben so eine Kraft darauf aus. Erhöht sich die Anzahl der Teilchen (z.B. Füllen des DTG) oder ihre Geschwindigkeit (=Temperatur des Gases), so üben sie auch eine größere Kraft auf die betrachtete Fläche aus, der Druck steigt.
Da Flüssigkeiten im Vergleich zu Gasen inkompressibel sind, entsteht hier der Druck nur durch die Gewichtskraft des Mediums. Diese berechnet sich mit
F = ρ x g x h,
wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit, g den Ortsfaktor (g ≈ 9,81 m/s²) und h die Höhe der Flüssigkeitssäule über der betrachteten Fläche angibt.
Luftdruck
Die Luft erzeugt als Gasgemisch einen Druck; dabei stellt sich die Schwierigkeit, dass Luft kompressibel ist, also dass sich mit steigendem Druck die Dichte und damit die Anzahl der Teilchen pro Volumen erhöht. Diese höhere Anzahl an Teilchen beeinflusst wiederum den Druck, dieser die Dichte,... Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt dabei abhängig von der Wetterlage etwa 1013 hPa ≈ 1 bar.
Berechnen lässt sich der Luftdruck in einer bestimmten Höhe über dem Meer mit Hilfe der Barometrischen Höhenformel. Im Tauchsport geht man von der Faustregel aus, dass pro 100 m ü.N.N. der Luftdruck um 0,01 bar abnimmt.
Wasserdruck
Im Gegensatz zu Gasen sind Flüssigkeiten inkompressibel, können also nicht zusammen gedrückt werden. Dadurch steigt der Wasserdruck mit zunehmender Tiefe linear an, pro 10 m Wassertiefe um 1 bar.
Streng genommen steigt der Wasserdruck im Salzwasser durch die höhere Dichte stärker an, weshalb Tauchcomputer im Meer eine zu große Tiefe anzeigen.
Umgebungsdruck
Bewegt sich ein Taucher unter Wasser in einer bestimmten Tiefe so wirkt auf ihn der Wasserdruck und zusätzlich der Luftdruck der über dem Wasser stehenden Luft. Damit berechnet sich der Umgebungsdruck als Summe des Luft- und Wasserdrucks aus
p(Umgebung) = (Tiefe m / 10 m/bar) + 1 bar.
Diese Faustformel berücksichtigt nicht die Wetterlage, die Höhe ü.N.N. oder ob in Süß- oder Salzwasser getaucht wird.
Folgen für Taucher
Um Schäden durch zu- oder abnehmenden Druck (Barotrauma) zu vermeiden, muss sich der Körper an den veränderten Umgebungsdruck anpassen. Dabei ist es zum einen notwendig den Druck in gasgefüllten Hohlräumen auszugleichen, zum anderen den Druck in der Austauchphase möglichst langsam abfallen zu lassen um dem Körper die Möglichkeit zu geben sich an den abnehmenden Druck anzupassen.
Druckausgleich
Durch den steigenden Umgebungsdruck wird zum Beispiel das Trommelfell im Ohr nach innen gedrückt. Um ein Reißen des Trommelfells zu vermeiden, muss der Taucher im Mittelohr einen Druckausgleich durchführen, also Luft "nachpumpen". Dadurch wird der Druck im Innern dem Umgebungsdruck angepasst.
Auch in starren Hohlräumen (z.B. Maske) muss der Druck ausgeglichen werden, da sonst der Unterdruck im Hohlraum Schäden verursachen kann.
Dekompressionstabellen
Aufgrund der Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe ü.N.N. ist eine Anpassung der Dekompressionsphasen notwendig. Daher werden ab einer Höhe von 700 m ü.N.N. spezielle Deko-Tabellen (Bergseetabellen) verwendet. Auch die meisten Tauchcomputer passen sich automatisch an einen verringerten Luftdruck an und beziehen diesen in die Dekompressionsberechnung mit ein.
Literatur
- A. Stibbe: Sporttauchen. Delius Klasing, 9. überarb. und erw. Auflage 2001 ISBN 3-89594-048-8
- H. A. Suart, G. Klages: Kurzes Lehrbuch der Physik Springer, 16. Auflage, 2000, ISBN 3-540-67758-5.
