Rebreather und Helium

Rebreather und Helium

WARNUNG: Rebreathertauchen ist anders und kann dich TÖTEN. Eine Nutzung der hier abgedruckten Tabellen oder Berechnungen, erfolgt auf eigene Gefahr, es wird keinerlei Haftung aus daraus entstehenden Schäden übernommen !

Helium

Der Einsatz von Helium im Kreislauf bedarf einiger Überlegungen.

Zuerst einige Grundlegende Punkte die für den Einsatz von Helium sprechen (als Diskussionsgrundlage).

Helium:

  • ist einfacher zu atmen in jeder Tiefe
  • bleibt nicht so lange in Lösung wie Stickstoff
  • produziert keine Narkose
  • wegen geringerem Verbrauch, preiswert im Rebreather zu nutzen
  • der Taucher ist nicht so ermüdet nach einem Tieftauchgang
  • kann mit einem geschlossenem Gerät auch zur Dekompression benutzt werden
  • Sättigungstaucher verwenden das Trimix inklusive der Decostops bis zur Oberfläche
  • entzieht dem Atemkalk wenige wärme und (theoretisch) erhöht somit die Standzeit des Atemkalk
  • einfachere Planung von Tieftauchgängen mit Trimix und den vielen Gaswechseln
  • durch die geringe Gasdichte wird (theoretisch) mehr Wärme aus dem Atemkalk entnommen

Stickstoff:

  • löst sich schlechter aus den Geweben
  • ist dichter und lässt sich schwerer atmen
  • benötigt länger Dekozeit für lange Tauchgänge
  • verursacht Narkose
  • bei einem Unfall (DCI) werden besonders die Nervenbahnen geschädigt

Untersuchen wir nun weiter den Einsatz von Helium in den beiden möglichen Rebreatherarten:

SCR:

  • der Tauchgang lässt sich wie mit OC berechnen
  • das Bailout ist einfach, da alle notwendigen Gase sowieso mitgeführt werden
  • die Berechnung der Flows der jeweiligen Gase ist komplexer

Proceduren:

Bei einem Tieftauchgang mit Trimix wird der Bottommix im Loop auf einen zu erwarteten pPO2 zwischen 1.0 und 1.2 gewählt. Für den Abstieg und die Dekophase muss dann ein weiteres Gemisch benutzt werden. (ab 66msw muss der Normoxische Bereich verlassen werden wegen des Sauerstoffpartialdrucks, wodurch dann die Gefahr der Hyperoxie im Flachbereich besteht). Die Dekophase findet mit Nitrox statt.

Bei jedem Tauchgang der ausgiebige Decostop erfordert wird ein Nitrox 50 Stage (Einsatzpunkt ab 21 msw, davor muss mit OC Trimix oder zusätzlichem Stage aufgetaucht werden. Gaslogistik !) mitgenommen, falls der Rebreather ausfällt. Eine zusätzliche Sauerstoffstage auf 6 msw wird hinterlegt. Trimix, Nitrox 50 und Sauerstoff Austauchtabellen werden berechnet für das gesamte Dekoprofile.

Eine Runtime mit V-Planner für SCR mit Trimix 15/60 und Gaswechsel mit Nitrox 50

Dec to 21m (1) on Nitrox 50,0, 15m/min descent. 

Level 21m 0:36 (2) on Nitrox 50,0, 1,52 ppO2, 9m ead

Dec to 60m (4) on Trimix 15,0/60,0, 15m/min descent.

Dec to 75m (5) on Trimix 15,0/60,0, 18m/min descent.

Level 75m 20:34 (26) on Trimix 15,0/60,0, 1,24 ppO2, 17m ead, 24m end

Asc to 54m (28) on Trimix 15,0/60,0, -9m/min ascent.

Stop at 54m 0:40 (29) on Trimix 15,0/60,0, 0,93 ppO2, 10m ead, 15m end

Stop at 48m 3:00 (32) on Trimix 15,0/60,0, 0,85 ppO2, 8m ead, 13m end

Stop at 42m 4:00 (36) on Trimix 15,0/60,0, 0,76 ppO2, 6m ead, 11m end

Stop at 36m 3:00 (39) on Trimix 15,0/60,0, 0,67 ppO2, 4m ead, 8m end

Stop at 33m 3:00 (42) on Trimix 15,0/60,0, 0,63 ppO2, 3m ead, 7m end

Stop at 30m 4:00 (46) on Trimix 15,0/60,0, 0,59 ppO2, 2m ead, 6m end

Stop at 27m 4:00 (50) on Trimix 15,0/60,0, 0,54 ppO2, 1m ead, 5m end

Stop at 24m 5:00 (55) on Trimix 15,0/60,0, 0,50 ppO2, 1m ead, 3m end

Stop at 21m 3:00 (58) on Nitrox 50,0, 1,52 ppO2, 9m ead

Stop at 18m 3:00 (61) on Nitrox 50,0, 1,37 ppO2, 8m ead

Stop at 15m 4:00 (65) on Nitrox 50,0, 1,23 ppO2, 6m ead

Stop at 12m 6:00 (71) on Nitrox 50,0, 1,08 ppO2, 4m ead

Stop at 9m 8:00 (79) on Nitrox 50,0, 0,94 ppO2, 2m ead

Stop at 6m 10:00 (89) on Nitrox 50,0, 0,79 ppO2, 0m ead

Stop at 3m 16:00 (105) on Nitrox 50,0, 0,65 ppO2, 0m ead

Asc to sfc. (105) on Nitrox 50,0, -9m/min ascent.

Benötigte Mengen Atemgas für Bailout (wenn keine zusätzlichen weiteren Stages mitgenommen werden)

8039 ltr Trimix 15,0/60,0
2395 ltr Nitrox 50,0

CCR: (fester pPO2)

  • der Tauchgang kann komplett mit Trimix durchgeführt werden (da konstanter pPO2)
  • die Bailout Berechnung ist komplex
  • Trimix Berechnung ist komplex, da dann 3 Gase zu beachten sind, aber nur ein Bestandteil (O2) gemessen wird
  • die Gasausnutzung ist optimal

Proceduren:

Bei einem Tieftauchgang mit Trimix wird eine MOD zwischen 0.7 und 1.0 gewählt. Die Tiefenstops (Pyle) werden modifiziert und finden 2 bar unter der letzten Tauchtiefe statt (Beispiel das Wrack lag bei 75 msw dann wird der Tiefenstop bei 55 msw erforderlich) ohne den 1. Tabellenstop zu überschreiten. Die gesamte Decophase findet mit Trimix statt. Durch den konstanten pPO2 wird das Trimix immer mehr mit Sauerstoff angereichert für jedem weiterem Decostop. Ab 10msw kann dann der pPO2 weiter erhöht werden durch Zugabe von Sauerstoff.
Bei jedem Tauchgang der ausgiebige Decostop erfordert wird ein Nitrox 50 Stage (Einsatzpunkt ab 21 msw, davor muss mit OC Trimix oder zusätzlichem Stage aufgetaucht werden. Gaslogistik !) mitgenommen falls der Rebreather ausfällt. Eine zusätzliche Sauerstoffstage auf 6 msw wird hinterlegt. Trimix, Nitrox 50 und Sauerstoff Austauchtabellen werden berechnet für das gesamte Dekoprofile.

Eine Runtime mit V-Planner für CCR mit Trimix 10/90 und Setpoint 0,9 in Deco ab 10 msw Setpoint 1,4

Dec to 60m (4) on Diluent 10,0, 0,70 SetPoint, 15m/min descent. 

Dec to 75m (4) on Diluent 10,0, 0,70 SetPoint, 18m/min descent.

Level 75m 19:10 (24) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Asc to 60m (25) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, -9m/min ascent.

Stop at 60m 1:20 (27) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 54m 4:00 (31) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 48m 5:00 (36) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 42m 6:00 (42) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 36m 3:00 (45) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 33m 4:00 (49) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 30m 4:00 (53) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 27m 5:00 (58) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 24m 6:00 (64) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 21m 6:00 (70) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 18m 9:00 (79) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 15m 9:00 (88) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 12m 12:00 (100) on Diluent 10,0, 0,90 SetPoint, 0m ead, 0m end

Stop at 9m 11:00 (111) on Diluent 10,0, 1,40 SetPoint, 0m ead, 4m end

Stop at 6m 34:00 (145) on Diluent 10,0, 1,40 SetPoint, 0m ead, 4m end

Asc to sfc. (145) on Diluent 10,0, -9m/min ascent.

Beim eCCR wird der Sauerstoffpartialdruck während der Tauchphase durch die Elektronik konstant gehalten.

Der Einsatz eines KISS-Style System (mCCR) erfordert dann sehr viel Erfahrung um in den einzelnen Stufen den Partialdruck entsprechend (von Hand) anzupassen.

Bei allen Rebreather Systemen (SCR CCR) kommt bei der Verwendung von Trimix noch der im Körper gesättigte Stickstoff (von der Oberfläche) hinzu. Beim SCR wird durch das “spülen” des Überdruckventils sehr viel davon wieder abgegeben. Bei einem CCR verbleibt es länger im Kreislauf und “verdünnt” das Trimix.

Bei CCR Systemen ist der Einsatz von Heliox anstelle von Trimix anzuraten, da dann die selben Verfahren wie mit Nitrox angewendet werden (es müssen nur zwei Gase im Loop unter Kontrolle bleiben, bei Trimix ist durch das zusätzliche “verdünnen” mit Sauerstoff nicht nachvollziehbar wieviel Helium/Stickstoff noch im Loop sind, da beide Inertgase unterschiedlich schnell von den Geweben “konsumiert” und abgegeben werden)

Strategien

Ich hatte bei meinen Recherchen im Internet immer wieder gelesen, das die meisten Kreislauftaucher folgende Bailoutstrategie anwenden:
“Ich tauche mit meinem Bottommix bis zur Gaswechseltiefe meiner Nitrox 50 Stage auf, die paar Atemzüge habe ich allemal”
hierbei werden aber eventuelle “tiefere” Stop ausgelassen (Da meist die mitgeführte Menge Bottommix zu gering ist und der Rebreather nach Murphy natürlich kurz vor Ende des TG versagt).

Diese Strategie birgt bei tiefen Tauchgänge gefahren.

Dr. B. Aspacher schrieb aber gerade zu den “tieferen” Stops, das diese die wichtigsten sind um Schäden an den schnellen Geweben zu verhindern (Blut, Nervenbahnen, Muskel). Dies deckt sich auch mit Analysen diverser Softwareprogrammen (GAP, Virtual Decompression). Hier ist gerade der Druckgradient in den schnellen Geweben (in der Tiefe) das führende. Die langen flachen Stop sind dann für die mittleren und lansameren Gewebe (Gelenke, Knorpel, Knochen).

Besser ist es gerade die Tiefenstops mit genug Bailoutgas zu planen, bei den Flachen Stops kann ich dann entweder Stages hinterlegen oder von der Oberflächenmanschaft bringen lassen.

Auch bei flachen (30 – 40m) und langen Tauchgängen (Bottommix wird aufgebraucht) sollte das Dekomix in genügender Menge für den ersten und alle weiteren Stops zur Verfügung stehen

Damit wir mit einem “normalen” Flowmeter (Schwebeflowmeter) auch Trimix Gemische am Nadelventil einstellen können, muß die Anzeige des Flowmeters entsprechend anders geeicht werden.

Wenn das Nadelventil mit Luft z.B. auf 10 l/min eingestellt ist, dann erhöht sich der Fluß bei einem 21/35 auf 11,9 l/min durch das Nadelventil. Daher müsste für 10 l/min Trimix das Flowmeter etwas weniger anzeigen [1-(10/11,9) % weniger].

Die Theorie kann unter Gas Flow nachgelesen werden.

Für einige Standardgemische gibt folgende Tabelle die Werte wieder:

Flow (Air) Flow (30/30) Flow (21/35) Flow (18/45) Flow (15/55) Flow (10/70)
1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,6
2,5 2,9 3,0 3,2 3,4 3,9
5 5,7 5,9 6,3 6,8 7,9
7,5 8,6 8,9 9,5 10,3 11,8
10 11,4 11,9 12,7 13,7 15,8
12,5 14,3 14,8 15,9 17,1 19,7
15 17,2 17,8 19,0 20,5 23,7
17,5 20,0 20,8 22,2 23,9 27,6
20 22,9 23,8 25,4 27,4 31,5
22,5 25,8 26,7 28,5 30,8 35,5

Erfahrungen (aus rebreather_de)

Desweiteren gibt es bei den nun langen Tauchzeiten (die meisten Sporttauchgeräte sind garnicht für die langen Einsatzzeiten gedacht) folgende zusätzlichen Probleme:

  • “Es bildet sich über längere Tauchzeiten sehr viel Kondensat, welches nicht
    evakuiert werden kann und nach spätestens 2-3 Stunden ist das Teil nur noch
    am röcheln”
  • “auch nicht sehr angenehm ist die sich bildende Kalklauge (diese zwang mich in eine aufrechtere Schwimmlage und dadurch war die Dekompression weniger gut.)”
  • “Selbst wenn man den Vorteil hat, ein Gerät zu tauchen, das den Rotz außenbords pumpt, hat man immer noch das Zeug im Ausatemschlauch, mit dem man sich rumärgert.”
  • “Wenn man zB. das Schlauchpaket des Ray o.ä. nutzt, hat man nach geraumer Zeit eine kalte Pfütze im Mundstück, die einem einer Kröte gleich in den Mund hopst, wenn man mal nach oben schaut”
  • “Selbst wenn das Übel schon jenseits des Flatterventils sitzt, geht irgendwann das Röcheln los. Auch durch Anheben des Munstückes kann man dem Übel nur teilweise beikommen – jeder, der Faltenschläuche spült, weiß, wie lange sich Wasser in den Falten hält, geschweige denn Flüssigkeiten, die deutlich längere Moleküle aufweisen”
  • “Das beim Dolphin im Kaltwasser aufgrund des Kondensats und der Konstruktion der Wasserfallen max. Runtimes von 70 bis 80 Minuten drin sind, hatte ich glaube ich auch schonmal erwähnt”
  • “Damit schafft man aber locker Grundzeiten von 30 bis 40 Minuten in 40 Meter! Der erste Sabber kommt bei mir nach 45 Minuten.”
  • “Das Kondensat Problem habe ich auch im Warmwasser nach ca. 120 Minuten, weil ich tierisch sabbere 🙂 Im Warmwasser kommt der erste Sabber nach etwa 60 Minuten :-)”
  • “Man kann auch länger, nur darf man dann keine Faxen unter Wasser machen, sonst landet der Sabber direkt im Kalkbehälter :-)”

Zudem bilden Umbauten beliebter Sporttauchgeräte zusätzliche Gefahren:

“Habe damit mehrere Jahre immer wieder den Versuch gestartet – tief TMX zu
tauchen – mit den verschiedensten Ausbaustufen – Ende war dann ein KISS
ähnliches Dolphin mit neuer Schale aus GFK um große Bailout Tanks anbringen
zu können, doppelblasiges Wing (war noch da) direkt an die Schale montiert
und ein neuer Harness. Getaucht habe ich das Teil dann mit zwei 12 Liter
lang Stahl recht und links, einer 2 Liter Stahl mit O2 für die 0,9 Liter
Düse. Zusätzlich hatte ich ein Kupplungssystem (Swagelok) auf dem Bypass.
Geplante Tiefe war 150 MSW, BT zwischen 20 und 30 min, wurde dann allerdings
noch etwas tiefer. Überwachung damals mit zwei dieser Tamagotchis aus
England incl. Sensoren im Einatembeutel.

Während der Tests im Süßwasser funktionierte die Düse wunderbar, im
Salzwasser war das Teil nach dem ersten Einsatz dicht und das mit
geschlossen hatte sich erledigt, die Lösung war dann manuell O2 zu dosieren
– was allerdings bei der geplanten Aktion erheblich mehr Taskload bedeutete
– aber zum damaligen Zeitpunkt akzeptabel erschien. Man hat ja noch die
Überwachung, die Redundanz der Überwachung und das funktioniert ja schon,
notfalls kann auch noch über den Bypass gespült werden und alles wird gut.
Hat ja auch funktioniert.

Das Tauchverhalten des Gerätes hatte etwas von einem Segelflugzeug – damals
auch akzeptabel möchte ich heute nicht mehr haben -. Der Trimm des ganzen Riggs ist bei großen
Bailoutflaschen auch nicht wirklich angenehm, die Last liegt mehr im unteren
Wirbelsäulenbereich und das machte mir nach einiger Zeit auch zu schaffen.

Alles in allem gesehen war das ein Versuch, der glücklicherweise niemand
Schaden zugefügt, eine Menge Geld für die Umbauten verschlungen, Spaß und
vor allem die Erfahrung gebracht wie man es nicht machen sollte.”

Credits:

Einige Teile entnommen von Silent Submersion

Dr. Bernd Aspacher “Enzyklopädie des Technischen Tauchens”

V-Planner von Ross Hemingway

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