Die CNS-Uhr ist eine Prozentrechnung, mit der Tauchcomputer und Gasplaner die bisherige Belastung durch erhöhten Sauerstoffpartialdruck gegen die für diesen Druck angesetzte Höchstexpositionszeit verrechnen. Hundert Prozent heißt: Die zulässige Zeit ist ausgeschöpft. Sie bildet ausschließlich die Sauerstofftoxizität des zentralen Nervensystems ab, nicht die der Lunge.
Wogegen sie rechnet
Gemeint ist der Paul-Bert-Effekt, die akute Sauerstoffvergiftung des Zentralnervensystems. aqua med beschreibt, dass bei Partialdrücken von 1,6 bar und mehr Vergiftungserscheinungen des zentralen Nervensystems auftreten können, und nennt als Zeichen Unruhe, Metallgeschmack auf der Zunge, unkontrolliertes Zucken der Gesichtsmuskeln, Tunnelblick, Benommenheit, Übelkeit und schließlich generalisierte Krämpfe. DAN führt ähnliche Zeichen auf, darunter Lichtblitze, Ohrgeräusche, Verwirrtheit und Muskelzucken besonders an den Lippen.
Der entscheidende Satz für die Praxis: Maßgeblich ist nicht der Partialdruck allein, sondern die Gesamtdosis aus Partialdruck und Expositionszeit. Genau diese Dosis soll die CNS-Uhr sichtbar machen.
Wie gerechnet wird
Die verbreitete Umsetzung, etwa bei Shearwater, beruht auf den Expositionsgrenzen des NOAA Diving Manual in der vierten Auflage. Zwei Werte daraus als Beispiel: Bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 ata gilt eine Höchstexposition von 300 Minuten, bei 1,6 ata von 45 Minuten. Die vollständige Tabelle steht im NOAA-Handbuch; ich gebe hier nur die beiden Werte wieder, die in der herangezogenen Quelle ausdrücklich genannt sind.
Der Prozentwert ist dann nichts anderes als tatsächliche Zeit geteilt durch Höchstzeit: Wer 30 Minuten lang 1,0 ata atmet, hat 10 Prozent verbraucht. Weil der Partialdruck im Tauchgang ständig wechselt, wird der Anteil fortlaufend berechnet und aufsummiert. Oberhalb von 1,6 ata verlässt Shearwater die Tabelle und rechnet mit einer festen Rate von einem Prozent je vier Sekunden weiter.
Warum die Uhr in der Oberflächenpause zurückläuft
An der Oberfläche wird der aufgelaufene Wert mit einer Halbwertszeit von 90 Minuten abgebaut. Aus 80 Prozent werden nach 90 Minuten 40 Prozent, und nach etwa neun Stunden ist der Wert praktisch bei null. Das erklärt, warum ein zweiter Tauchgang am Nachmittag mit einem Restwert startet und warum sich über einen Tauchtag hinweg etwas ansammeln kann, das nach dem einzelnen Tauchgang unauffällig aussah.
Was die Zahl nicht sagt
Hier ist Vorsicht angebracht, und Shearwater sagt es selbst: Die Methode ist nicht der einzige Weg, die Sauerstoffbelastung zu steuern, und sie garantiert keine Sicherheit. Drei Punkte, die ich als Tauchlehrer immer dazusage:
- 100 Prozent ist keine Schwelle, hinter der der Krampf beginnt. Es ist der Punkt, an dem eine per Konvention gesetzte Höchstzeit erreicht ist. Ein Sauerstoffkrampf ist auch unterhalb möglich.
- Die Toleranz schwankt. aqua med weist darauf hin, dass sie von Tag zu Tag unterschiedlich ist und von körperlicher Verfassung, Schlaf, Flüssigkeitszustand und Belastung abhängt. Eine Prozentzahl bildet das nicht ab.
- Kohlendioxid verschiebt die Grenze. Wer unter Atemarbeit oder in einer Hyperkapnie steckt, ist gefährdeter, als es die Uhr anzeigt.
Als Orientierung für den Partialdruck selbst nennt DAN eine einfache Staffelung: bis 1,4 ata grün, zwischen 1,4 und 1,6 ata Vorsicht, oberhalb von 1,6 ata kritisch.
Auch beim Tauchen mit Luft
Die CNS-Uhr ist kein reines Nitrox-Thema. Luft enthält 21 Prozent Sauerstoff; ein Partialdruck von 1,4 bar wird damit rechnerisch bei rund 6,7 bar Absolutdruck erreicht, also bei etwa 57 Metern. Im Sporttauchen bleibt man darunter, im technischen Bereich mit Luft als Grundgas keineswegs immer. Wer tief mit Luft taucht, sammelt CNS-Prozente, ob er sie beachtet oder nicht.
Abgrenzung zur OTU
Die CNS-Uhr rechnet das Nervensystem, die OTU rechnet die Lunge. Beide Größen wachsen mit derselben Exposition, aber auf ganz verschiedenen Zeitskalen: Die CNS-Uhr ist in Minuten relevant und baut sich in Stunden ab, die OTU wird über Tage bedeutsam. Ein Tauchtag kann bei der CNS-Uhr harmlos aussehen und trotzdem OTU aufbauen – und umgekehrt.
Dieser Eintrag erklärt ein tauchmedizinisch begründetes Rechenverfahren und ersetzt weder eine Ausbildung im Umgang mit sauerstoffangereicherten Gemischen noch ärztlichen Rat.
Quellen
- Shearwater Research: Shearwater and the CNS Oxygen Clock – Rechenweg, NOAA-Grundlage, Halbwertszeit von 90 Minuten, Extrapolation oberhalb 1,6 ata und der Vorbehalt zur Aussagekraft
- aqua med: Sauerstoff – Paul-Bert-Effekt, Symptome, Rolle der Gesamtdosis und die schwankende individuelle Toleranz
- DAN: Oxygen Toxicity – Symptomliste und die Staffelung der Partialdruckbereiche
