Das Referat beinhaltet
/ beabsichtigt
-keinen Theoriekurs und
-keine Anleitung
zur Durchführung von
Trimix-Tauchgängen.
Vielmehr erfolgt eine allgemeine
Einführung in die Mischgas-Thematik.
Die Grenzwerte
(insbesondere MOD), Berechnungen und Beispiele dienen ausschliesslich zur
Veranschaulichung diverser Zusammenhänge und sind nicht für die Durchführung
realer Tauchgänge geeignet
Warnung
Das Trimixtauchen...
-ohne Trimixtauchausbildung
-ohne Trimixtaucherfahrung
-ohne Trimixtauchausruestung
...ist
lebensgefaehrlich!
·Nitrox bezeichnet nahezu
jedes O2 / N2-Gemisch zwischen 21% und 100% O2-Anteil.
Je höher der O2-Anteil, desto geringer
die max. Einsatztiefe (MOD).
·Das "tiefentauglichste"
Nitroxgemisch ist somit Druckluft:
→
·Das
"dekompressionstauglichste" Nitroxgemisch
ist somit nahezu 100%: O2
→.
·Die MOD der klassischen
Nitroxgemische 32 und 36 liegen bei 40m und 34m.
·Die Hauptvorteile von
Nitrox liegen in Einsatzbereichen oberhalb der jeweiligen MOP,
da sich, gegenüber Druckluft…
…die „Null-Zeiten bemerkenswert verlängern (bzw. Deko-zeiten verkürzen).
Die Möglichkeit einer
N2-Narkose und /oder O2-Vergiftungssysmptome
(Zentralnervöse Vergiftungserscheinungen) sind mit hoher Wahrscheinlichkeit
gegeben.
O2-Vergiftungssysmptometreten
treten, im Gegensatz zur N2-Narkose, sehr plötzlich auf und sind
somit kaum zu kontrollieren.
Der obige -Anteil
von 16% stellt die Min.-Grenze zur körpereigenen Funktionserhaltung unter
Ruhebedingungen dar. Dieses Gemisch ist somit auch unter Oberflächenbedingungen
(nur bedingt) einsetzbar.
·Mit zunehmendem
Umgebungsdruck (beim Abtauchen) steigt jedoch auch der O2-Partialdruck
des Trimix-Gemischs. In ca. 3m Wassertiefe ist ein erreicht
(entspricht 21 % O2-Anteil der Atemluft unter
Oberflächenbedingungen).
·Obiges Trimix-Gemisch ist
(eingeschränkt) als Travel-mix, und
als Bottom-mix einsetzbar, da kein
Gaswechsel während des Tauchgangs durchgeführt werden muss.
·Ein Tauchgang auf 100 m
Wassertiefe ist nach obiger Betrachtung mit einem einzigen Gasgemisch nicht mehr
durchführbar:
Entweder
wird der -Anteil
von. 16% unterschritten:
→
bzw. 14% (bei ),
oder der max. zulässige O2-Partialdruck wird
überschritten:
·Ein zu geringer He-Anteil erhöht
etwas die vorzeitige N2-Narkotisierung.
·Ein zu hoher He-Anteil hat
diesbezüglich keine Auswirkung, (wohl aber geringfügig auf die
Gewebe-Entsättigung)
Generell
kann der He-Anteil leicht überdosiert werden, da sich die kleinen He-Moleküle
beim Füllen stark erhitzen und sich nach Abkühlen ein Druckverlust einstellt.
He
hat einen nicht zu unterschätzenden
Kompressibilitätsfaktor.
Typischerweise benötigt man 3…7 bar mehr, als die
Berechnungen ergeben.
Sollte
die abschließende O2-Analyse einen etwas zu hohen Wert ergeben, ist
die Ursache wahrscheinlich im He-Druckverlust begründet.
Der
O2-Anteil ist kritischer zu betrachten.
Daumenregel:
im Zweifel etwas mehr He
u. etwas weniger O2.
Eine
2%-Genauigkeit ist i.d.R. für mittlere Mischungen ausreichend (z.B. Tx 21/35).
Die
Dosier-Probleme entstehen erst bei den Tiefenmischungen mit einem niedrigen O2-Anteil.
Insbesondere
Rebreather benötigen eine exakte Bestimmung des O2-Anteils, da die
Tanks rel. klein sind. Mit anderen Worten, je kleiner das Gesamtvolumen, umso
kritischer die Bestimmung des O2-Anteils.
Zu viel
oder zu wenig He ist nicht tödlich,
aber
Zu viel
oder zuwenig O2 kann tödlich sein!
Tauche
niemals mit einem Tank, den Du nicht selbst überprüft hast!
Das Best-Mix errechnet sich aus den min.- u.
max. zulässigen Partialdrücken der Gase O2 und N2 für die
jeweiligen Tiefenbereiche.
Es gibt somit (im Prinzip) für
jede Tiefe ein eigenes Best-Mix. Es hängt von der persönlichen Tauchgangsplanung
ab, wie weit man den Tauchgang in Tiefenbereiche für ein jeweiliges Best-Mix
unterteilt.
Je differenzierter die
MOD-Aufteilung bei tiefen Tauchgängen für unterschiedliche Gasmischungen, desto
aufwendiger die Logistik und umso mehr Tanks müssen mitgenommen werden.
Umgekehrt können
Best-Mix-Berechnungen für die geplante Zieltiefe die Auswahl mitzunehmender
Gemische gegenüber den Standardgemischen reduzieren. Insbesondere, wenn die
„standardisierten“ min.- u. max. zulässigen Partialdrücken der Gase O2
und N2 hinsichtlich
„individueller“ Grenzwerte angepasst werden.
Das bedeutet u.U ein gewisses
Risiko hinsichtlich „erweiterter“ Partialdruckbereiche.
Sowie u.U. unterschiedlichen Gemische in
einem Team, deren Mitglieder auf derselben Zieltiefe tauchen!
Standard-Bottom-mix u.a.
Tx 21/350m
bis ca. 55m
Tx 16/52(0)m
bis ca. 75m
Tx 10/7011m
(typischerweise 75m)
bis ca.130m
Der primäre Vorteil liegt in der einfacheren
Gestaltung der Tauchgangplanung und
Gaslogistik. Die Standardisierung
erleichtert wesentlich die Tauchgangsplanung, da alle Teammitglieder die
gleichen Mischungen verwenden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich
beim Gasmixen, da nicht immer wieder neue Berechnungen erstellt werden müssen.
Eine effektive
Dekompression setzt voraus, dass alle Drücke der Inertgase abnehmen.
Ist dies nicht
der Fall, sättigt das Gewebe wieder auf (wie beim Abtauchen). Es findet somit
keine (effektive) Dekompression statt.
Anzustreben ist,
alle Inertgase schnellstmöglich über die Lungen aus dem Körper zu entfernen.
N2 ist
ein Gas, das um einiges langsamer ist als He. Bei langen und tiefen Tauchgängen
sind somit sehr viele Gewebe mit beiden Gasen gesättigt.
Um zu verhindern,
dass der Körper mehr N2 aufnimmt wird bei der Dekompression dessen
Anteil im Atemgas gesenkt. Dies ist nur möglich, wenn der He-Anteil gleichzeitig
erhöht wird.
Es lassen sich
bisher keine exakten Berechnungen über das He-verhalten während der
Dekompression anstellen. Es gibt aber mittlerweile kaum Zweifel an den pos.
Effekten der He-Beimischung.
Die Vorteile
liegen bei langen und tiefen Trimix-Tauchgängen.
Wichtig beim
Tauchen mit hohen He-Anteilen im Atemgas ist eine möglichst geringe
Aufstiegsgeschwindigkeit.
Alle 15 - max. 20
Minuten muss eine Pause für ca. 5 Minuten mit einem Atemgas, das den geringsten
ppO2 besitzt durchgeführt werden.
Das Gas darf in 6
Metern Tiefen nicht hypoxisch sein, d.h. einen ppO2 ≥ 0.16 bar
aufweisen.
Diesen Vorgang nennt man "AIRBREAK". Diese Airbreaks
müssen durchgeführt werden, um bei langen und hohen O2-Belastungen
die Lungen nicht zu schädigen.
pO2 > 0,5 bar:
Lorrain-Smith-Effekt:
Gewebsschädigende Wirkung,
hauptsächlich eine Schädigung der Lungenoberfläche (Lipoidschicht) bei längerer
Einwirkzeit (100 % Sauerstoff mehrere Stunden).
Für alle Redundanzsysteme
gilt: Ein Wechsel zwischen Haupt- und Backupsystem (auch "Bailout-system")
muss schnell und einfach (ohne "Herumhantieren") durchführbar sein.
Ein
Ausfall der primären Luftversorgung (beinhaltet Tauchgerät und / oder
Atemregler) muss durch ein 2.tes
vollwertiges System, bestehend aus Tauchgerät und Atemregler, kompensiert
werden.
Oktopussysteme und "Not"-atemgeräte
("spare-air", Jacketflasche und / oder -automat) erfüllen dieses Kriterium
nicht!
Ein
Ausfallder primären Lichtversorgung (i.d.R.
Hauptlampe) muss durch mind. eine (besser zwei) Backup-Lampen (meist geringere
Brennerleistung), kompensiert werden.
Eine defekte oder undichte Tauchmaske muss durch eine Ersatzmaske kompensiert werden. Ein
Ablesen der Instrumente (insbesondere Tauchcomputer) ist mit "bloßem Auge"
unmöglich.
Instrumente (Zeit und Tiefenmesser)
sowie Runtimetable müssen immer doppelt vorhanden sein.
Verwendung ausschließlich von hochwertigen Tauchausrüstungskomponenten,
über die schon Erfahrungsberichte vorliegen. Billige "Schnäppchen"angebote und
"wegweisende" Neuentwicklungen erfüllen oftmals nicht die harten
Anforderungskriterien.
Beschränkung auf das Notwendigste. Unnötige Utensilien ("hammerhead", D-Ring
-überfrachtete Techjackets, "tankbanger" und ähnlicher Unsinn) haben an einer
Tauchausrüstung nichts verloren.
Anwendung von Runtime-(und
Bailout)-Tabellen.
·Der klassische
Tauchcomputer erfüllt, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nur die Fkt. eines
„Bottom-timers“ (kombinierte Zeit-/Tiefenanzeige).
·Verwendung einer
Runtime-slate in Verbindung mit Bottom-timer
·Der Ausfall von Gasen oder
eine Überschreitung der Tauchzeit ist immer in der Tauchgangsplanung zu
berücksichtigen: "bailout tables"
Additiver Einsatz eines mischgasfähigen
Tauchcomputers
Konventionelle
Gas-Modelle werden auch als Neo-Haldane-Modelle bezeichnet.
Haldane entwarf
Anfang des 20. Jahrhunderts das 1.te brauchbare Gas-Modell.
Er erkannte u.a., das Taucher aus
10m Wassertiefe, beschwerdelos, ohne Stopp an die Oberfläche auftauchen können
Diese Beobachtung veranlasste ihn zu der Annahme eines „tolerierbaren
Überdruckgradienten“ von 2:1. Eine zu optimistische Einschätzung, die in den
folgenden Jahrzehnten korrigiert wurde.
Die
Bühlmann-Modelle sind heutzutage die weltweit verbreitetsten, auch als Grundlage
für die Gestaltung verschiedenster Tauchplanungssoftware bzw. Tauchcomputer. Ein
Grund hierfür liegt in den rel. einfachen mathematischen Berechnung. Die
Entwickler verändern mitunter die Koeffizienten der Gleichungen, somit ergeben
sich unterschiedliche Dekompressionszeiten gegenüber dem „Original“. Vielen
Computern und Tabellen ist auf den 1.ten Blick ihre „Verwandschaft“ zu ZH-L
nicht anzuerkennen.
ZH
=Zürich,
L
= Limit,
12 oder 16
= Paar-Nr. der M-Werte (Koeffizienten) für 16 Halbzeitkompartimente
Empirisch ermittelt für 12, mathematisch abgeleitet für 16)
A, B oder C:
Das Modell A wurde unterteilt in
B und C, da das mathematisch abgeleitete A-Model für die mittleren Kompartimente
nicht konservativ genug erschien.
Das
B-Model (leicht konservativer) wird für Tabellenkalkulation bevorzugt.
Das C-Model (mehr konservativ) wird für
Tauchcomputer in Echtzeit-Berechnung bevorzugt.
15.1Charakteristik
Annahme: Die gesamte
gespeicherte Gasmenge liegt in gelöster Form vor.
ZH-L16 berücksichtigt somit keine verlängerte Entsättigung durch
Mikroblasenbildung, die das Abatmen des N2 behindert.
ZH-L16 beurteilt
He rel. negativ, da sich die Erkenntnisse auf druckkammergestützte
Untersuchungen mit O2 / N2 stützen. He-anteilige Atemgasgemische wurden
lediglich mathematisch abgeleitet
Bei der
Verwendung von He im Atemgas werden dekompressionsverlängernde Zeitzuschläge
eingerechnet.
15.2
M-Werte (“M-Values”)
M(aximum)-Value
ZH-L16
erlaubt dem Taucher, bis zur minimalen Dekompressions-Tiefe (Ceiling) aufzusteigen,
basierend auf den sog. M-Werten für die theoretischen
Gewebekompartimente.
M-Values wurden erstmals 1965 durch M
Workmann präsentiert: Grundgedanke: Inertgas bildet keine Blasen aus der
Gewebelösung, bevor ein M-Wert überschritten wird.
Nach Entwicklung der
Ultraschall-Doppler-Messmethode wurde nachgewiesen, dass Blasen, während und
nach dem Tauchen, immer im Körperkreislauf anwesend sind, auch wenn keine
DCS-Symptome vorliegen und somit keine M-Werte überschritten wurden.
Der M-Wert ist definiert als (absoluter)
max. tolerierbare Inertgas-Druck bei gegebenem Umgebungsdruck, bei dem ein
(hypothetisches) Gewebe keine DCS-Symptome aufzeigt.
je
größer der Druckunterschied, desto schneller der Gasaustausch
Die M-Werte repräsentieren somit
Grenzwerte für einen tolerierbaren Gradienten zwischen Inertgasdruck und
Umgebungsdruck für jedes Kompartiment.
Kurz gesagt: M-Werte = Grenzwerte für
tolerierbaren Inertgas-Überdruck.
15.3Auswirkungen in der Praxis
Während der Dekompression:
·Inertgas-Abbau in den
schnelleren Geweben wird beschleunigt
·Inertgasaufnahme in den
langsameren Geweben wird minimiert
Für einen typischen kurzen „Bounce“-Tieftauchgang
erlaubt dieses Modell einen langen Aufstieg bis zur 1.ten Deko-Stufe.
Hierbei kann die Inertgasaufnahme in den schnelleren
Geweben die Sättigungsgrenze erreichen, während die langsamen Gewebe nur
teilweise aufgesättigt werden.
D.h. die schnellen Gewebe bestimmen den
Aufstieg, da ihre Aufsättigung schneller an die M-Werte gelangt, als die
langsamen.
Der 1.te Stopp ist
erreicht, wenn die Gasaufnahme im schnellsten Kompartiment gleich dem M-Wert
ist.
Auch ohne M-Wert-Überschreitung, kann
sich ein Taucher nach dem Tg. "abgeschlagen" fühlen. Ursachen nicht ganz
geklärt:
·u.U. Blasenwanderung im
Körper und
·verspätetes Ausgasen durch
Blasenansammlung in den pulmonaren Kapillaren.
Auf jeden Fall besteht ein Zusammenhang
zwischen Überdruckgradienten (anschaulich vielleicht auch
"Druck-Aufstiegsgefälle") während des Tauchgangs und Symptomen danach.
Die nahe liegende Lösung liegt in der
Begrenzung der Überdruckgradienten-Werte.
15.4Gradientenfaktoren
Mit ihnen lässt sich das
"Druck-Aufstiegsgefälle" für das gesamte Deko-Profil steuern.
Sie können
folgendermaßen genutzt werden:
Deepstop-Generierung
Steuern der Überdruckgradienten
Herstellen einer Sicherheitsspanne gegenüber den
M-Values über das gesamte Tauchgangsprofil.
Ziel: Jedes Inertgas soll sich über den gesamten
Aufstieg entsättigen, d.h. , einen Gradienten haben. Darum auch He-Verwendung im
Dekogemisch.
Zwei Werte haben hierbei eine direkte Auswirkung auf
die Dauer der Dekompression:
GF-High
Nominalwerte: 85%
Max.-Werte: 120%
GF-Low.
Nominalwerte:
25%
Max.-Werte: 10%
GF-low
beeinflusst die Tiefe des 1.ten Stopps
(je kleiner GF-low, umso tiefer der 1.te Stopp)
Je kleiner der Wert um so tiefer der erste Stopp.
Ziel: Verringerung von Blasenbildung.
GF-high
beeinflusst die verbleibende
Geweberestsättigung nach der Dekompression
Je höher der Wert umso kürzer werden die Stopps, da
eine höhere Restsättigung akzeptiert wird.
Dieser Wert wird von Tauchern häufig überschritten
(z.B. 120%).
Das DCS-Risiko steigt mit zunehmendem GF-High an.
Der letzte Stopp wird auf 6 Meter Wassertiefe
angesetzt
Die Nominalwerte sollten unter folgenden Unständen
nicht modifiziert werden:
Hierbei beginnt die
Dekompressionsphase nicht an der (gemäß ZH-L16)
berechneten Stufe, sondern deutlich tiefer.
Ziel: Mikroblasenreduzierung / -Vermeidung
Das Verfahren geht
auf den Fischkundler R. Pyle zurück, der sich nach Dekompression gemäß Tabelle
oder Computer häufig „abgeschlagen“ fühlte.
Sobald er aus
Rücksicht auf den Schwimmblasendruckausgleich eingefangener (lebender)Fische
langsamer austauchte, fühlte er sich deutlich besser
Die „Deepstops“
wurden aufgrund dieser Erfahrung von Pyle entwickelt:
1.ter Deepstop
(Mittelwert)
Von 10m…0m Tiefe wird regulär
nach Tabelle / Computer dekomprimiert
Ab Erreichen des 1.ten Stopp
ist die Aufstiegsgeschw. auf max. 10m/min. zu reduzieren.
Das Hinzufügen von Deepstops
führt generell
zu längerer Deko-Zeit in
flachem Wasser u. somit
zur Verlängerung der
Gesamt-Dekozeit.
Vorteil
Das Verfahren lässt sich rel. leicht von „ambitionierten“
Sporttauchern“ für dekompressionspflichtige Tauchgänge einsetzen und muss nicht vorher geplant werden.
Nachteil
Nicht geeignet für kurze „Bounce-Tauchgänge mit Luft, da Stopps
insgesamt zu lang
Nicht geeignet für lange
Trimixtauchgänge.
Das „Original“-Verfahren nach
Pyle ist mittlerweile veraltet und wurde mit den gasblasenorientierten
Rechenmodellen überarbeitet.
Das Model der
Inertgasaufnahme bei VPM ist identisch mit ZHL. Der primäre Unterschied liegt in
der Betrachtung der Inertgasabgabe:
Die Aufstiegskontrolle bei ZHL erfolgt
durch Kompartimentübersättigung. Der 1.te Stopp ist angezeigt, wenn
dieInertgasaufsättigung (fast) dem M-Wert entspricht.
VPM-Annahme:Gase liegen im Körper nicht
nur in gelöster, sondern auch als Gasblasen (µ-Blasen) vor. VPM limitiert
Blasenbildung (Blasenvolumen) durch das Einhalten tieferer Stopps bei denen
Gasblasendruck immer deutlich über dem umgebenden Gewebe gehalten wird. VPM
nutzt somit Deepstops um Inertgase in Lösung zu halten bis sie durch die
Körperzirkulation eliminiert werden, anstelle in Blasen überzugehen.
Die Dekompression ist dadurch effektiver als bei ZHL
TiefsterDeko-Stopp:
Die schnellen Kompartimente
kontrollieren den Aufstieg, da sich ihre N2-Anreicherung näher an den
M-Werten befindet, als die der langsamen Kompartimente.
Der 1.te Dekostopp sollte
innerhalb des Dekompressionsbereichs liegen, d.h. es sollte in dieser Tiefe für
das führende Kompartiment keine weitere Gasaufsättigung stattfinden.
Dieser Stopp muss aber nicht
in jedem Fall durchgeführt werden. Für viele Deko-Profile sind Stopps weit
oberhalb des tiefstmöglichen durchaus ausreichend, um große Überdruckgradienten
zu vermeiden.
Die Weiterentwicklung von VPM,
einschließlich Wiederholungs- und „Multi-day“-Tauchgänge ergab