Physik für Tauchprofis – Auftrieb und Tarierung. Wolfgang Wild

      Rechenbeispiel

      Nehmen wir an, ein Taucher hat nach einem Tauchgang im Meer beim Einstieg ins Boot versehentlich seinen Bleigurt oder eine Bleitasche fallengelassen. Dann muss man natürlich nicht Archimedes bemühen, sondern ein anderer Taucher wird dieses Gewicht von nur ein paar Kilogramm leicht bergen können (entsprechende Tiefe unter dem Boot vorausgesetzt). Anders sieht es aus, wenn es sich um einen Taucher im Trockentauchanzug handelte; hier kann das Tarierungsblei je nach Unterzieher ohne weiteres 16 kg bis 18 kg ausmachen und ein Hebesack ist angesagt. Wir wollen uns bei der folgenden Berechnung vorstellen, dass aus einem Schlauchboot ein Doppelflaschengerät über Bord gegangen ist, das unbedingt geborgen werden soll – denn welcher Taucher wird schon auf mindestens 500 Euro verzichten wollen, und noch viel schlimmer: auf seine geplanten Tauchgänge! Und natürlich gehen wir davon aus, dass unsere Taucher über eine entsprechende Ausbildung im Handling eines Hebesacks verfügen.

      Anhand einschlägiger Informationen können wir von einem Gewicht des Doppelpacks an Land von 30 kg ausgehen (10-Liter-Stahlflaschen, mit Ventilen, Brücke und Schellen). Die Fragestellung lautet somit: Welchen Auftrieb müssen wir mittels Hebesack erzeugen, um das Gewicht der Atemgasflaschen auszugleichen?

      Schritt 1: Wir bestimmen zunächst den bestehenden Auftrieb, der dem Gewicht des Wasservolumens entspricht, das von dem Doppelpack verdrängt wird. Wir nehmen an, dass der Doppelpack 20 Liter (= 20 dm3) Wasser verdrängt. Diese 20 dm3 wiegen 20,6 kg, denn es handelt sich im Meer um Salzwasser und wir haben dessen Dichte von 1,03 kg/dm3 zu berücksichtigen (20 dm3 x 1,03 kg/dm3 = 20,6 kg). Das heißt: Auf den Doppelpack wirkt eine Auftriebskraft von 20,6 kg.

      Schritt 2: Im nächsten Schritt geht es um den Ausgleich der entgegengesetzten Kräfte – der nach unten gerichteten Kraft der Flaschen von 30 kg (Gewicht der Atemgasflaschen an Land) steht eine nach oben gerichtete Kraft von 20,6 kg (positiver Auftrieb) gegenüber. Damit der Doppelpack neutralen Auftrieb erhält, muss der restliche negative Auftrieb ausgeglichen werden. Somit sind 30 kg – 20,6 kg = 9,4 kg positiver Auftrieb nötig.

      Schritt 3: Jetzt berechnen wir, wie viel Wasser verdrängt werden muss, um den restlichen negativen Auftrieb auszugleichen: 9,4 kg / 1,03 kg/dm3 = 9,13 dm3, d. h. wir dividieren den restlichen negativen Auftrieb durch die Dichte von Salzwasser. Der erforderlichen positiven Auftriebskraft von 9,4 kg entspricht somit eine Verdrängung von 9,13 Liter Salzwasser.

      Praktische Anwendung: Um den negativen Auftrieb des Hebesacks auszugleichen, dessen Gewicht wir bei der Berechnung unberücksichtigt gelassen haben, wäre zusätzlich noch etwas Atemgas erforderlich. Ein kleiner Hebesack, der zur Grundausstattung von Tauchern zählen sollte, reicht aus, um einen solchen Doppelpack zu bergen. Das Gewicht der Luft, mit der wir den Hebesack aus einer separaten Pressluftflasche füllen, kann unberücksichtigt bleiben. Es handelt sich hierbei physikalisch gesehen zwar um eine nach unten gerichtete Kraft, diese ist allerdings so gering, dass man sie vernachlässigen kann. Für praktische Anwendungen im Tauchen reicht es aus, den Auftrieb eines mit Luft gefüllten Körpers so zu bestimmen, als hätte die Luft kein Gewicht.