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Nitrox

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Aufkleber auf einer Flasche mit Nitrox-Gemisch

Nitrox (zusammengesetzt aus Nitrogenium (N2) und Oxygenium (O2)) ist die Bezeichnung für ein Atemgasgemisch beim Tauchen.

Eigentlich bezeichnet dieser Name nur eine Mischung von Stickstoff und Sauerstoff, wie es auch normale Luft ist (78,07% Stickstoff, 20,96% Sauerstoff, 0,93% Argon, 0,04% Kohlendioxid). Im Sporttauchbereich versteht man aber unter diesem Begriff Atemgasgemische mit einem Sauerstoffanteil über 21%. In der Regel liegt der Sauerstoffanteil zwischen 32% und 40%. Man spricht im Zusammenhang daher auch teilweise von EAN (Enriched Air Nitrox).


Inhaltsverzeichnis

Anwendungen

Der Vorteil beim Tauchen mit Nitrox ist, dass der Taucher durch den geringeren Partialdruck des Stickstoffs weniger davon in seinen Körperflüssigkeiten aufnimmt. Dadurch kann man entweder eine längere Nullzeit erreichen oder aber, wenn man mit Lufttabellen taucht, die Dekompressionszeit abnimmt bzw. das Risiko eines Dekompressionsunfalls abnimmt.


02 im technischen Tauchen

Im technischen Tauchen wird 100% Sauerstoff für die Reduktion der Dekompressionszeit verwendet.

Mit der Reduktion des Stickstoffanteils im Atemgas kann der Stickstoffgradient zwischen Gewebe und Atemluft vergrössert werden, ohne dass weiter aufgesättigt wird. Wenn nun reiner Sauerstoff geatmet wird, so ist das Stickstoffgefälle maximal gross, was ein sehr schnellen Abbau von Stickstoff aus dem Gewebe bewirkt. Mit diesem Trick kann die Dekozeit um 60% verringert werden.

Um die grösstmögliche Sauerstoffausnützung zu erreichen, werden die Dekozeiten der 6 und 3m Dekostufen zusammengezählt und auf 6m (Sauerstoffpartialdruck von 1,6 bar) abgesessen (die Dekostufen auf 9 und 12m werden mit Luft/Nitrox durchgeführt)

Dekozeit(0_2) = 0.6 \cdot (Dekozeit(3m) + Dekozeit(6m))

Tauchtiefen

maximale Tauchtiefe

Die maximale Tauchtiefe (Maximum Operating Depth, MOD) wird berechnet mit

MOD = ( \frac{pO_2max}{fO_2} - p_a ) \cdot 10 = ( \frac{Maximaler Sauerstoffdruck}{Sauerstoffanteil} - Oberflaechendruck ) \cdot 10

Auf Meereshöhe entspricht dies einer Tiefe von

O2-Anteil Max. Tiefe bei
O2-Partialdruck
von 1,4 bar
Max. Tiefe bei
O2-Partialdruck
von 1,6 bar
21% (norm. Luft)56,6m66,1m
25%46,0m54,0m
30%36,6m43,3m
32% (EAN32)33,7m40,0m
34%31,1m37,0m
36% (EAN36)28,8m34,4m
38%26,8m32,1m
40% (EAN40)25,0m30,0m
45%21,1m25,6m
50%18,0m22,0m
60%13,3m16.6m
70%10,0m12,2m
80%7,5m10,0m
90%5,5m7,7m
100%4,0m6,0m

äquivalente Lufttiefe

Für die Berechnung der erhöhten Grundzeit gibt es spezielle Tabellen.

Die äquivalente Lufttiefe (Grundzeitberechnung mit Lufttabelle) kann berechnet werden:

 EAP = \frac{fN_2}{0.79} \cdot depth = \frac{Stickstoffanteil}{0.79} \cdot Tauchtiefe

Beispiel

Ein Tauchgang von 40 Minuten auf 27 Meter mit einem EAN38% auf Meereshöhe.

Die MOD vom EAN38 beträgt ( \frac{1,6 Bar}{0.38} -  1 ) \cdot 10 = 32 Meter, der Tauchgang auf 27 Meter darf also durchgeführt werden. Die äquivalente Lufttiefe beträgt  \frac{1-0.38}{0.79} \cdot 27 = 21 Meter. Aus der Tabelle (Albert Bühlmann) lesen wir 21m/40min => Eine Dekozeit von 2 Minuten auf 3m.

Würden wir diesen Tauchgang mit Luft durchführen, so lesen wir aus der Tabelle 27m/40min => Eine Dekozeit von 2 Minuten auf 6 Meter und 13 Minuten auf 3 Meter.

Tieferes Tauchen

Zum Tauchen in größeren Tiefen werden Atemgasgemische aus Helium und Sauerstoff verwendet (Trimix, Heliox). Meist wird der Sauerstoffanteil dann sogar abgereichert und mehrere verschiedene Atemgase zum Wechseln mitgenommen. Siehe auch Technisches Tauchen.

Physiologie

Ein Nachteil beim Tauchen mit Nitrox ist, dass die maximal mögliche Tauchtiefe (engl.: maximum operating depth, MOD) mit dem Sauerstoffanteil im Gemisch abnimmt. Der Grund dafür ist, dass Sauerstoff ab einem bestimmten Partialdruck toxisch wirkt (ZNS-Vergiftung, Krämpfe, ein Verhalten ähnlich dem Tiefenrausch, Bewusstlosigkeit, Lungenschädigungen). Die Toleranz ist dabei von Person zu Person, wie auch von Tag zu Tag bei derselben Person, verschieden. Im Allgemeinen sagt man jedoch, dass beim Sporttauchen die Grenze von 1,5-1,7 bar Sauerstoffpartialdruck nicht überschritten werden sollte. Bei optimalen Bedingungen legt man im Sporttauchbereich einen kritischen Partialdruck von 1,6 bar, bei suboptimalen von 1,4 bar zugrunde.

Das Überschreiten dieser Grenze ist nicht immer und nicht automatisch tödlich oder gefährlich, es muss hierbei auch die Einwirkzeit berücksichtigt werden, ab der es dann wirklich gefährlich werden kann (ca. 45min - 60min). Auf der sicheren Seite ist man immer dann, wenn man in geringerer Tiefe bleibt, in der der maximale Sauerstoff-Partialdruck nicht erreicht wird.

Der auch auftauchende Begriff der "Safe Air" (50% Sauerstoff) ist daher nicht korrekt, er vermittelt eventuell ein falsches Bild von Sicherheit. In den Anfangszeiten dem technischen Tauchen zugeordnet, hat Nitrox als Atemgas mittlerweile auch Einzug in die Sporttaucherei gefunden

Symptome

 !!! Achtung !!! Die Symptome einer Sauerstoffvergiftung unterliegen einer grossen Variabilität

Warnsymptome

  • Ängstlichkeit
  • Schweissausbrüche
  • Schluckauf
  • Lufthunger
  • Zucken im Gesicht
  • Tunnelblick
  • Blitz- und Flimmer-Empfindungen
  • Schwindel
  • veränderter Höreindruck
  • Puls/Druckanstieg

!! Warnsymptome müssen nicht auftreten!!

Bei zu hohem O_2 Konsum können Krampfanfälle auftreten (welche epileptischen Anfällen gleichen). Diese Krampfanfälle hinterlassen in der Regel keine direkten Folgeschäden und enden spontan innert 1-5 Minuten nach normalisierung des pO_2. Sie sind in der Regel gefolgt von einer Bewusstlosigkeit von 5-10 Minuten. Gelegentlich kommt es zu unkontrolliertem Stuhlgang. Grosse Müdigkeit, Übelkeit, Erbrechen und Kopfschmerzen sind zu erwarten.

Ursachen der Sauerstoffvergiftung

Ursache von toxischer (giftiger) Sauerstoffefekte/Sauerstoffvergiftung:

  • Veränderung der Zellmebranen
  • Veränderung von Schwefelwasserstoffverbindungen (Aminosäuren) in organischen Molekülen
  • Blockierung der Synthese von Botenstoffen (Neurotransmitter)

Diese Ursachen sind akuell noch Hypothesen und noch nicht 100% medizinisch Erklärt

O2 Toleranz beim Taucher

Dinge welche die Toleranz eines Tauchers gegenüber erhöhtem O2 reduzieren (anfälliger für die Sauerstoffvergiftung)

  • Wasser/Luft-Änderung
  • Umgebungstemperatur im Wasser (schnellere Auskühlung)
  • Erhöhte Arbeitsleistung (höherer Luftkonsum)
  • Erhöhtes pCO2 in der Atemluft
  • Repetitive O2-Belastung des Körpers

Weiter:

Grundsätzlich gilt: Wer Medikamente nehmen muss, sollte die Tauchtauglichkeit mit dem Arzt abklären.

Atmung von 100% 02

Bei atmosphärischen Druck (1 Bar) füht die lange Atmung zu Veränderungen im Lungengewebe (Lorraine-Smith-Effekt)

  • über 24h reduziert die Vitalkapazität auf 90% des Ausgangswertes
  • über 30-48h reduziert die Dehnbarkeit der Lunge auf ca 70%
  • reduziert den Atemgrenzwert (maximale Atemluftmenge)
  • reduziert die Diffusionskapazität zwischen Lunge und Blut
  • verändert die Oberflächenspannung der Alveolen (Lungenbläschen)
  • führt bei längerer Einwirkung zu Veränderungen im Lungengewebe


Das Atmen von 100% Sauerstoff ist nach deinem Dekounfall dringend empfohlen, die beschriebenen Gefahren treten erst nach sehr langem Konsum auf und daher beim normalen Tauchen nicht von Bedeutung

Tauchausrüstung

Aufgrund der Agressiviät von Sauerstoff ist eine spezielle Tauchausrüstung für Nitrox-Tauchgänge sind zwingend empfohlen.

Lungenautomaten

Zwar sind üblich hergestellte Atemregler meistens bis zu einem Sauerstoffanteil von 40% durchaus tauglich, gesetzlich ist jedoch alles über 21% Sauerstoff als reiner Sauerstoff anzusehen und dementsprechend zu behandeln. Die meisten Hersteller bieten daher speziell gefertigte Lungenautomaten an, welche auf separaten Produktionsstrassen hergestellt werden.

Sauerstoffflasche

Bei vielen Nitrox-Füllanlagen wird nach dem Partialdruckverfahren gefüllt, das heisst, in die leere Flasche wird zuerst reiner Sauerstoff gefüllt. Aus diesem Grund ist es extrem wichtig, dass Nitox-Tauchflaschen 100% sauerstoffrein sein müssen! Aus diesem Grund keinesfalls normale Pressluftflaschen verwenden Explosionsgefahr. Auch Nitrox-Tauchflaschen sollten nur mit Nitrox gefüllt werden, da Pressluft-Füllanlagen, insbesondere an Touristenorten, möglicherweise verunreinigte Pressluft füllt.

Sauerstoffflaschen waren nach alter Vorschrift (gültig bis 1.Juni 2006) ganzheitlich Blau und die Bezeichnung "Sauerstoff" musste eingestemmt sein. Nach der neuen Form ist der Behälter durchgehend Weiss. (Während der Dauer der Umstellung mit zwei "N" (diametral versetzt) gekennzeichnet.

Flaschenventile

Für Flaschenventile in der Schweiz ist ein G3/4" - Gewinde vorgeschrieben, was es unmöglich machen sollte, normale Luft-erste Stufen mit eine Nitrox-Flasche zu kombinieren.

Reinigung der Ausrüstung

Die Nitrox- oder Sauerstoffreinigung ist intensiver als die Pflege von normaler Pressluftausrüstung

Revision durch Fachpersonal

Nitox-Ausrüstung sollte nur duch Fachhändler durch geführt werden. Dieser sollte mit der Pflege und Wartung von Sauerstoffreiner Ausrüstung vertraut sein und die entsprechenden Apparate verfügen.

Die Ausrüstung wird zerlegt und im Ultraschallbad gereinigt und anschliessend mit speziellen Chemikalien behandelt. Geschmierte Teile müssen mit speziellen, sauerstoffbeständigem Fett eingefettet werden.

Nach dem Tauchen

Nach dem Tauchen sollte der Benutzer die Teile mit Süsswasser abgespült werden. Dabei sollte beachtet werden, dass kein Wasser in die erste oder zweite Stufe eindringt (Luftdusche nicht drücken (dadurch wird das Ventil geöffnet und Wasser dringt in den Mitteldruckschlauch)!! Erste Stufe nicht ins Wasser eintauchen!!)

Weblinks

Wikipedia
Dieses Dokument entstammt in seiner ersten oder einer späteren Version der deutschsprachigen Wikipedia. Es ist dort zu finden unter dem Stichwort Nitrox, die Liste der bisherigen Autoren befindet sich in der Versionsliste; die Originalfassung kann dort auch bearbeitet werden. Alle Texte der Wikipedia und ihre Derivate stehen unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.
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