Einführung Tec-Diving

Allgemeines zum autonomen Gerätetauchen

Unter autonomem Gerätetauchen kann man alle Varianten des Tauchens, bei dem das benötigte Atemgas selbst mitgeführt wird, bezeichnen. Es unterscheidet sich grundsätzlich zum oberflächengestützten Tauchen, bei dem der Taucher durch eine Nabelschnur ständig mit der an der Oberfläche befindlichen Versorgungsstation, meist in Form eines Tauchversorgungsschiffes, verbunden ist. Der Taucher wird über diese – unter anderem – mit einem der Tauchtiefe angepassten Atemgas versorgt, hat Sprechverbindung zur Oberflächenstation und kann an der Nabelschnur in die Tiefe abgelassen und wieder zur Oberfläche geholt werden.

Offenes System (OC) – Das Atemgas wird ins Wasser abgegeben

Bei den autonomen Tauchgeräten unterscheidet man zwischen offenen (Open Circuit – OC) und geschlossenen (Closed Circuit CC) bzw. halb-geschlossenen Systemen (Semi-Closed – SC). Das bekannteste ist das offene System, bei welchem dem Taucher während seines Tauchgangs das Atemgas aus einer oder mehreren Druckgasflaschen, über einen Atemregler zugeführt wird. Die gesamte geatmete Gasmenge wird beim Ausatmen direkt in das umgebende Wasser abgegeben. Beim geschlossenen System, welches auch als autonomes Regenerationstauchgerät oder Closed-Circuit-Rebreather, kurz CCR, bezeichnet wird, wird das ausgeatmete Atemgas nicht ins umgebende Wasser abgegeben, sondern innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs regeneriert und wieder eingeatmet. Das halb-geschlossene Kreislaufgerät, oder auch Semi-Closed-Rebreather, kurz SCR, stellt gewissermaßen eine Zwischenform von offenem und geschlossenem System dar.

Hinsichtlich der maximalen Tauchtiefe und der Tauchzeit muss noch zwischen dem normalen Sporttauchen und dem technischen Tauchen unterschieden werden. Grundsätzlich werden Sporttauchgänge in Tiefen bis maximal 40 Meter durchgeführt. Es wird dabei in der Regel Pressluft oder, mit einem Anteil von bis zu 40 % mit Sauerstoff angereicherte Pressluft verwendet, sogenanntes Nitrox. Der springende Punkt ist, dass alle Tauchgänge innerhalb der „Nullzeit“ durchgeführt werden. Mit zunehmender Tiefe verkürzt sich die maximale Dauer eines Tauchgangs, innerhalb der ohne Zwischenstopps direkt zur Oberfläche aufgetaucht werden kann. Überschreitet man diese Nullzeitgrenze, muss schrittweise zur Oberfläche ausgetaucht werden. Dabei müssen zwingend sogenannte Dekompressionsstopps eingehalten werden, man spricht dann vom Technischen oder Dekompressionstauchen. Die Gesamtdauer dieser Dekompressionsstopps steigt überproportional mit der maximalen Tiefe sowie der verbrachten Zeit unter Wasser an. Tauchgänge jenseits von Tiefen um die 50 m sind praktisch immer dekompressionspflichtig – ungeachtet der Tauchzeit.

Aus physiologischen und physikalischen Gründen scheidet ab dieser Tiefe Luft bzw. Nitrox als Atemgas aus. Ab hier wird Trimix verwendet, welches i. d. R. aus einer Mischung von Sauerstoff, Stickstoff und Helium besteht. Durch den, mit der Tauchtiefe wachsenden Umgebungsdruck, steigt der Atemgasverbrauch proportional an. Der technische Taucher mit offenem System ist somit gezwungen mit wachsender Tiefe und der damit verbundenen Dekompressionsverpflichtung, eine adäquate Menge an verschiedenen Mischgasen mitzuführen. Zur Verdeutlichung kann man sich vorstellen, dass neben einer nicht unerheblichen Menge an Sicherheits- und Notfallausrüstung bei einem Tauchgang auf z. B. 100 Meter und einer Dauer von 15 Minuten in dieser Tiefe bereits eine, an der Oberfläche entsprechende, Atemgasmenge von 18.000 Liter mitgeführt werden muss. Das führt dazu, dass der Taucher bis zu 6 Druckgasflaschen mit sich führen muss, welche zusammen mit der restlichen Ausrüstung schnell an die 100 kg erreichen.

Kreislauftauchgeräte

Als Alternative zum offenen System bietet sich hier ein autonomes Kreislauftauchgerät, auch autonomes Regenerationstauchgerät oder Closed Circuit Rebreather (CCR) genannt, an. Durch seine spezielle Funktion wird in einem geschlossenen Kreislauf ständig das durch die Verstoffwechselung (Metabolisierung) des Tauchers entstandene Kohlenstoffdioxid (CO2) herausgefiltert bzw. der dabei verbrauchte Sauerstoff wieder zugesetzt. Es wird daher nahezu kein Atemgas – insbesondere das teure Helium – verschwendet bzw. ins Wasser abgegeben.

Taucher mit Kreislaufgerät (CCR) – Keine Blasen

Für denselben Tauchgang fallen weniger als 10 % der Gasmenge an. Das Gewicht der benötigten Ausrüstung reduziert sich auf ca. 50 kg. Weitere entscheidende physiologische Vorteile, gegenüber dem offenen System sind fließende Anpassung des Mischgases an die jeweilige Tauchtiefe, eine höhere Atemgastemperatur und eine damit einhergehende geringere Auskühlung des Tauchers sowie eine deutlich geringere Dehydrierung. Hinsichtlich der Anwendung muss zwischen Mischgas-Kreislauf-Tauchgeräten für Technische Taucher im Dekompressionstauchen und Luft/Nitrox-Kreislauftauchgeräten für Sporttaucher im Nullzeit-Tauchen unterschieden werden. Das technische Dekompressionstauchen mit Mischgas-Kreislauftauchgeräten ist die Königsklasse des autonomen Gerätetauchens.

Vorzüge und Nachteile

Die wesentlichen Vorzüge eines CCRs sind unter anderem:

  • Signifikant geringerer Verbrauch an Atemgasen (i. d. R. Helium, Sauerstoff, Stickstoff)
  • Längere Tauchzeiten
  • Physiologisch verträgliche Atemgastemperatur und Wasserdampfsättigung
  • Ideale, an die jeweilige Tauchtiefe angepasste, fließende Atemgaszusammensetzung
  • Nahezu geräuschlos und keine Signatur durch Gasblasen im Wasser
  • Keine Gasansammlungen an Höhlendecken oder in Wracks
  • Weitgehend variable Tauchgangsprofile hinsichtlich Tauchtiefe und -zeit

 

Die wesentlichen Nachteile aller derzeit verfügbarer CCRs mit Ausnahmne des 2HE-HPCCRs sind:

  • Unzuverlässige Sauerstoffpartialdrucksensorik
  • Komplizierte fehleranfällige Maschinensteuerung und -überwachung
  • Fehlende Redundanz kritischer Maschinenteile daher zwingend
  • notwendiges Bail-out*
  • Mangelhafte manuelle Sauerstoffzufuhr (keine tiefenunabhängige eindeutige Stoffmenge)
  • Erhöhte Atemarbeit (im Vergleich zu OC)
  • Maximale Einsatztiefe von 100 m

*Bail-out: Eine oder mehrere verschiedene Druckgasflaschen die der Kreislaufgerätetaucher als offenes System (OC) mitführt, um im Falle eines Versagens des CCR die Atemgasversorgung aufrecht erhalten zu können.

Schema eines eCCR

Einsatzgebiete

Mischgas-CCRs kommen nicht nur im (nicht-kommerziellen) Technischen Tauchen zum Einsatz, sondern auch bei verschiedenen militärischen Einheiten sowie vereinzelt im behördlichen Tauchen (Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienst) und zunehmend auch im wissenschaftlichen Tauchen. Die Unzuverlässigkeit und hohe Fehleranfälligkeit der Sauerstoffsensorik, fehlende Redundanz, unzureichende Kaltwassertauglichkeit, etc. sind der Grund warum autonome Kreislauf-Mischgastauchgeräte bislang, trotz der ökonomischen, technischen und physiologischen Vorteile, im kommerziellen Tauchen, für militärische und behördliche Aufgaben, nur beschränkt zur Anwendung kommen und selbst im technischen Tauchen von vielen Tauchern als zu risikoreich betrachtet werden.

Einteilung autonomes Gerätetauchen

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