Beziehung zwischen Druck und Tiefe
Beim Tauchen ist der Taucher einem erhöhtem Umgebungsdruck ausgesetzt. Diese Tatsache in Kombination mit den folgenden physikalisch-chemischen Gesetzen ist besonders bedeutsam für das Verständnis verschiedener tauchbedingter Probleme (Physiologische Aspekte) und für die Planung von Tauchgängen.
Detailliert betrachtet besitzt Wasser eine höhere Dichte (r) und eine höhere Gewichtskraft als Luft und ist im Gegensatz zu Luft inkompressibel. Dadurch entsteht in einer bestimmten Wassertiefe ein Druck, der durch die wirkende Gewichtskraft der darüber liegenden Wassersäule bestimmt wird.
| Eine Wassersäule von 1 m bzw. eine Wassertiefe von 1 m übt einen Druck von ca. 10 kPa (0,1 bar) aus. Pro Tiefenmeter nimmt der Druck also um 10 kPa (0,1 bar) zu. |
Im Gegensatz zu Veränderungen des Luftdrucks in verschiedenen Höhen ist die Druckänderung bei wechselnder Wassertiefe wesentlich stärker ausgeprägt. So kann in erster Näherung angenommen werden, dass sich der Luftdruck pro 1000m Höhe um ca. 10 kPa (0,1 bar) ändert, wie in Abb. 1 dargestellt. Im Wasser ergibt sich bereits die gleiche absolute Druckänderung von 10 kPa (0,1 bar) Hingegen bedeutet eine Tiefenänderung im Wasser von 10 m eine Druckänderung von 100 kPa bzw. 1 bar, wie man Abb. 2 entnehmen kann.
Zusätzlich lastet unter Wasser der normale atmosphärische Druck (Luftdruck) auf dem Taucher, der in unserem Fall - bezogen auf Meereshöhe - ca. 100 kPa (1 bar) beträgt. Daher herrscht in 10 m Wassertiefe ein Gesamtdruck auf dem Taucher von 200 kPa (2 bar), und in 20 m Wassertiefe ein Gesamtdruck von 300 kPa (3 bar).
Bei der Bestimmung des Umgebungsdruckes muss immer der an der Wasseroberfläche herrschende Luftdruck berücksichtigt werden, d.h.:
Umgebungsdruck = Luftdruck + Wasserduck |
Ein weiteres Beispiel, anhand eines Bergseetauchganges soll hier noch einmal die Berechnung des Umgebungsdruckes verdeutlichen:
In einem Bergsee in 2000 m Höhe herrscht ein Luftdruck von 80 kPa (0,8 bar). Der Taucher möchte einen Tauchgang auf 15 m durchführen, der Wasserdruck beträgt also 150 kPa (1,5 bar). Aus der Addition beider Drücke lässt sich der Gesamtdruck von 230 kPa (2,3 bar) berechnen.
Ein kleinerer, aber physiologisch unbedeutender Unterschied gilt für Süß- und Salzwasser: Salzwasser hat eine größere Dichte, je nach Salzgehalt des Meeres (Atlantik: r=1.05 g l-1 gegenüber r=1.00 g l-1 für Süßwasser). Das bedeutet, dass Salzwasser einen minimalen höheren Druck ausübt als Süßwasser, i.d.R. ist dieser aber zu vernachlässigen.
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