Ein Dekompressionsalgorithmus ist das Rechenverfahren, mit dem ein Tauchcomputer oder eine Planungssoftware aus Tiefe, Zeit und Atemgas ableitet, wie lange ein Taucher bleiben und wie er aufsteigen darf. Er bildet die Aufnahme und Abgabe von Inertgas im Körper nach – als Modell, nicht als Messung am einzelnen Taucher.
Was ein Algorithmus ausgibt
Vier Größen, und alle vier folgen aus derselben Rechnung:
- die Nullzeit – wie lange auf der aktuellen Tiefe geblieben werden kann, ohne dass Zwischenstopps zwingend werden;
- Tiefe und Dauer der Dekompressionsstopps, sobald die Nullzeit überschritten ist;
- die zulässige Aufstiegsgeschwindigkeit;
- die Entsättigungs- und Flugverbotszeit nach dem Tauchgang.
Der gemeinsame Kern: Kompartimente
Alle gebräuchlichen Verfahren gehen auf denselben Ansatz zurück, den John Scott Haldane zu Beginn des 20. Jahrhunderts formulierte: Der Körper wird als Satz gedachter Kompartimente abgebildet, die Inertgas unterschiedlich schnell aufnehmen und abgeben. Jedes hat eine Halbwertszeit – die Zeit, in der es sich zur Hälfte auf- oder entsättigt. Schnelle Kompartimente stehen für gut durchblutetes Gewebe, langsame für schlecht durchblutetes.
Diese Kompartimente sind Rechengrößen, keine Organe. Sie lassen sich weder messen noch sezieren; ihre Zahl und ihre Halbwertszeiten sind so gewählt, dass das Gesamtverhalten des Modells zu den vorliegenden Tauchversuchen passt.
Zwei Familien
Löslichkeitsmodelle rechnen ausschließlich mit gelöstem Gas. Sie definieren für jedes Kompartiment einen Grenzwert – den M-Wert –, bis zu dem eine Übersättigung als unbedenklich gilt. Blasen kommen in der Rechnung nicht vor; die Annahme lautet, dass unterhalb des Grenzwerts keine problematischen entstehen.
Blasenmodelle gehen davon aus, dass im Körper ständig Gasblasenkerne vorhanden sind, und modellieren deren Wachstum. Ihr Ziel ist nicht, Blasenbildung zu verhindern, sondern sie klein zu halten. Daraus folgen typischerweise langsamere Aufstiege und tiefer angesetzte erste Stopps.
Die drei Verfahren, denen man im Sporttauchen begegnet
| Verfahren | Familie | Herkunft | Wo es steckt |
|---|---|---|---|
| Bühlmann ZH-L16 | Löslichkeitsmodell | Albert A. Bühlmann, Zürich; Varianten von 1986 | der verbreitetste Ansatz; über Gradientenfaktoren einstellbar |
| RGBM | Blasenmodell (gekoppelt) | Bruce Wienke | Suunto, Mares und weitere, in herstellereigenen Fassungen |
| VPM / VPM-B | Blasenmodell | D. E. Yount und Mitarbeiter, Universität Hawaii; Anwendung auf Tauchtabellen 1986 | Planungssoftware wie V-Planner und MultiDeco, einzelne technische Tauchcomputer |
Das VPM ist dabei insofern bemerkenswert, als seine Grundlage nicht am Menschen entstand: Yount beobachtete Blasenbildung und Blasenwachstum unter Druck an Gelatine, und das daraus abgeleitete Modell wurde später auf die Dekompression übertragen.
Warum zwei Computer verschiedene Zahlen anzeigen
Für dasselbe Profil geben zwei Geräte selten dieselbe Nullzeit aus. Die Gründe liegen übereinander: unterschiedliche Modellfamilien, unterschiedliche Herstellerumsetzungen desselben Modells, unterschiedliche Voreinstellungen der Konservativität – und schließlich unterschiedliche Auslegung der Aufstiegsphase.
Praktisch heißt das: Der Vergleich zweier Anzeigen sagt nichts darüber aus, welches Gerät „recht hat“. Wer zwei Computer trägt, richtet sich nach dem strengeren – und tauscht nicht mitten in einer Tauchwoche das Gerät oder die Einstellung.
Was kein Algorithmus leistet
Kein gebräuchliches Verfahren misst etwas am Taucher. Alle rechnen mit einem Standardkörper unter Standardbedingungen. Nicht abgebildet sind unter anderem Wassertemperatur und Kälteexposition, körperliche Anstrengung während und nach dem Tauchgang, Flüssigkeitshaushalt, Schlafmangel, Lebensalter, Körperbau und ein persistierendes Foramen ovale – alles Faktoren, für die ein Zusammenhang mit dem Risiko diskutiert wird.
Hinzu kommt eine Eigenheit der Datenlage: Ein Algorithmus wird an Tauchversuchen kalibriert, bei denen Dekompressionskrankheit ein seltenes Ereignis ist. Zwei Verfahren im Feld gegeneinander zu messen, würde Fallzahlen erfordern, die das Sporttauchen nicht liefert. Deshalb lässt sich über die relative Sicherheit zweier Algorithmen deutlich weniger sagen, als die Herstellerprospekte nahelegen.
Als Tauchlehrer formuliere ich es so: Ein Computer sagt nicht, dass ein Aufstieg sicher ist, sondern dass er innerhalb der Grenzen eines Modells liegt. Der Sicherheitsgewinn liegt nicht in der Wahl des Algorithmus, sondern darin, ihn nicht auszureizen.
Häufige Fragen zum Dekompressionsalgorithmus
Siehe auch: Bühlmann-Algorithmus · RGBM-Modell · Gradientenfaktoren · Dekompression
Quellen und weiterführende Links
- CMAS Fact Sheet: Bühlmann ZH-L – Aufbau des Modells, Varianten von 1986, Anwendung von Gradientenfaktoren
- Varying Permeability Model (englische Wikipedia) – Entwicklung durch Yount und Mitarbeiter, Gelatineversuche als Grundlage, Anwendung auf Tauchtabellen 1986, Verbreitung in Software und Computern
- Reduced gradient bubble model (englische Wikipedia) – Modellannahmen und Herstellerübersicht
- Doolette, Gerth, Gault: NEDU Technical Report TR 11-06 (2011) – Vergleich tiefer und flacher Dekompressionsstopps