Das VPM-Modell (Varying Permeability Model) ist ein Dekompressionsmodell, das nicht nur das gelöste Inertgas berechnet, sondern auch vorhandene Gaskeime und deren Wachstum. Entwickelt wurde es von D. E. Yount und Mitarbeitern an der Universität Hawaii. Sein Ziel ist nicht, Blasen zu verhindern, sondern ihr Gesamtvolumen zu begrenzen.
Der Ansatz: Blasen begrenzen statt vermeiden
Löslichkeitsmodelle wie der Bühlmann-Algorithmus rechnen mit einer einzigen Größe, dem Inertgasdruck im Gewebe, und definieren einen Grenzwert, unterhalb dessen keine problematische Blasenbildung erwartet wird. Das VPM setzt woanders an. Urs Anliker fasst die Blasenmodelle so zusammen: Sie bauten auf der Erkenntnis auf, dass jede Dekompression von einer Entgasung in Blasenform begleitet werde.
Im Zentrum steht der Gaskeim. Anliker gibt die VPM-Definition so wieder: Blasenkeime, die so klein seien, dass sie in Lösung blieben — also nicht ausgeschwemmt werden —, aber stark genug, um nicht aufgelöst zu werden. Aus diesen Keimen wächst beim Aufstieg freies Gas. Das Modell begrenzt daher das Blasenvolumen und leitet daraus das Aufstiegsprofil ab.
Woher das Modell kommt
Die Grundlage entstand nicht am Menschen. Yount beobachtete Blasenbildung und Blasenwachstum unter Druck an Gelatine; das daraus abgeleitete Modell wurde später auf die Dekompression übertragen und 1986 auf Tauchtabellen angewandt. Das ist keine Kritik — Modellbildung an einem durchsichtigen Ersatzmedium ist ein legitimer Weg —, aber es gehört dazugesagt, wenn man beurteilen will, wie belastbar die Übertragung auf ein Gewebe ist.
Die Konstanten des Modells
Anliker nennt die Größen, mit denen das VPM arbeitet:
| Größe | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| r0 | 0,8 Mikrometer | minimaler Blasenradius, ab dem Wachstum ausgelöst wird |
| γ | 17,9 dyn/cm | Oberflächenspannung des Blasenkeims |
| γc | 257 dyn/cm | Spannung, bei der ein Keim zusammengedrückt wird |
| λ | 2176 m·min | Größe, zu der das maximal tolerierte Blasenvolumen proportional ist |
Vorbehalt: Diese Werte stammen aus einer Praktikerübersicht von 2003, nicht aus der Originalarbeit. Wer mit ihnen rechnen will, sollte sie am Original prüfen.
Warum der Abstieg den Aufstieg beeinflusst
Anliker nennt es eine auf den ersten Blick erstaunliche Eigenschaft des VPM: dass der Abstieg den Aufstieg beeinflusst. Bei einem Löslichkeitsmodell ist das nicht so — dort zählt nur, wie viel Gas aufgenommen wurde.
Zur Erklärung, und hier deutlich als meine Lesart gekennzeichnet: Anliker führt beides nebeneinander auf, die Eigenschaft und eine Spannung, bei der ein Keim zusammengedrückt wird. Dass das eine das andere erklärt — ein tiefer Abstieg drückt Keime zusammen, sodass weniger von ihnen groß genug bleiben, um beim Aufstieg zu wachsen —, ist die naheliegende Deutung. Ausdrücklich gesagt wird sie in der Quelle nicht.
Was Yount ausgerechnet hat
Anliker gibt eine Beispielrechnung wieder: Für einen Tauchgang auf 30 Meter mit 40 Minuten Grundzeit ergebe das VPM eine Aufstiegszeit von 12 Minuten bei durchschnittlich 0,42 Blasen je Experiment; nach der Navy-Tabelle ergebe sich eine Aufstiegszeit von 17 Minuten und 12,9 Blasen je Experiment.
Was diese Zahlen nicht hergeben: Aus der Wiedergabe geht nicht hervor, was hier ein „Experiment“ ist, woran gezählt wurde und unter welchen Bedingungen. Die Zahlen stehen hier, weil sie zur Modellgeschichte gehören — nicht als Beleg dafür, dass VPM-Profile weniger Blasen erzeugen als Tabellenprofile.
Wo es in der Praxis steckt
Das VPM und seine Fortschreibung VPM-B finden sich vor allem in Planungssoftware wie V-Planner und MultiDeco sowie in einzelnen technischen Tauchcomputern. Anliker hielt das Verfahren 2003 für Tauchcomputer noch für ungeeignet, weil die Berechnung iterativ abläuft — das Profil wird mehrfach durchgerechnet, bis das Ergebnis feststeht. Dieser Einwand ist von der Geräteentwicklung teilweise überholt worden; er erklärt aber bis heute, warum VPM im Sporttauchen selten und im technischen Tauchen häufig ist.
Der Streitpunkt: tiefe Stopps
Das Kernversprechen der Blasenmodelle war, dass ein früher, tiefer Stopp das Blasenwachstum begrenzt und damit sicherer ist. Diese Annahme hat die Forschung nicht bestätigt. Die US Navy Experimental Diving Unit verglich zwei Aufstiegspläne mit identischer Gesamtstoppzeit von 174 Minuten: Unter dem Plan mit tiefen Stopps traten 11 Fälle von Dekompressionskrankheit auf 198 Tauchgänge auf, unter dem Plan mit flachem Schwerpunkt 3 auf 192 (Doolette, Gerth und Gault, NEDU-Bericht TR 11-06, 2011). Die CMAS rät daraufhin, Deep-Stop-Funktionen bei Luft- und Nitroxtauchgängen abzuschalten.
Sauber zu trennen: Die NEDU-Studie hat zwei Aufstiegsprofile geprüft, keinen Computeralgorithmus. Sie widerlegt nicht „das VPM“, wohl aber die allgemeine Annahme, tiefer zu stoppen sei für sich genommen sicherer. Als Tauchlehrer formuliere ich es so: Wer mit VPM plant, taucht nicht falsch — die theoretische Begründung für dessen Aufstiegsform steht aber schwächer da als vor zwanzig Jahren, und das gilt für Luft und Nitrox deutlicher als für Heliumgemische.
Häufige Fragen zum VPM-Modell
Siehe auch: Gaskeim · RGBM-Modell · Dekompressionsalgorithmus · Mikroblasen · Gradientenfaktoren · Deep Stop
Quellen und weiterführende Links
- Urs Anliker: Dekompressionsmodelle (PDF) – Definition der Blasenkeime, die Konstanten r0, γ, γc und λ, der Einfluss des Abstiegs auf den Aufstieg, Younts Beispielrechnung und der Einwand gegen den Einsatz in Tauchcomputern. Praktikerquelle von 2003
- Varying Permeability Model (englische Wikipedia) – Entwicklung durch Yount und Mitarbeiter, Gelatineversuche als Grundlage, Anwendung auf Tauchtabellen 1986, Verbreitung in Software und Geräten
- Doolette, Gerth, Gault: NEDU Technical Report TR 11-06 (2011) – Vergleich tiefer und flacher Dekompressionsstopps bei gleicher Gesamtstoppzeit
- CMAS: Fact Sheet „Deep Stops“ – Empfehlung, Deep-Stop-Funktionen bei Luft und Nitrox abzuschalten