Da hat man nun sein Nitrox oder Trimix Brevet und fragt sich - wie geht es jetzt weiter. Ok, Eine Nitroxfüllung für seine Tauchflaschen, zumindest die Standardmischungen 32 und 36 zu bekommen ist noch nicht allzu schwer. In Berlin gibt es 2 Tauchshops, die Nitrox 32 und 36 ohne Aufpreis füllen. Diese Shops betreiben meistens eine Membranfilteranlage im Dauerbetrieb. Anders sieht es aus, wenn man Gemische wie 25, 40 oder gar 50 tauchen möchte, denn nur Tauchshops, die entweder über kontinuierliche Mischanlagen mit ölfreien Kompressoren für mehrere 100000 Euro verfügen oder aber Gase für das technische Tauchen nach Partialdruckmethode füllen, bieten solche Mischungen an. Noch komplizierter wird die Beschaffung von Trimix - in Berlin und Potsdam gibt es gerade mal einen Shop, der Trimix füllt. Ähnlich traurig sieht es mit Argon aus: Nur 2 Shops in Berlin füllen Argon. Da hat man nun viel Geld für seine technische Tauchausbildung ausgegeben und taucht trotzdem nur Pressluft mangels Gelegenheit oder entsprechender Fülllogistik. Zudem lassen sich die wenigen Tauchshops, die überhaupt Gase für das technische Tauchen anbieten, diesen Service fürstlich bezahlen. Ein Potsdamer Tauchshop verlangt pro Liter Sauerstoff 2 cent + 5 Euro Handlingsgebühr , für Helium sportliche 5 cent pro Liter sowie Argon 3 cent pro Liter. Rechnen wir mal aus, was uns ein 50m, 20 min Trimixtauchgang hier kosten würde:

Doppel 12 mit 220 bar 21/35 Trimix :

76 bar x 24 l Helium x 5 cent = 91,20 Euro

19 bar x 24 l Sauerstoff x 2 cent = 9,12 Euro 

Mono 12 mit Nitrox 80

150 bar x 12l Sauerstoff x 2 cent = 36 Euro

Kommen noch die 5 Euro für die Handlingsgebühr dazu. Damit kostet dieser Tauchgang 136,32 Euro !!

Also lässt man für einen Trimix Tauchgang fast 140 Euro in der Tauchapotheke. Kein Wunder, dass recht viele brevetierte Trimixtaucher gibt, die in 5 Jahren keine 10 Tauchgänge schaffen.

Abhilfe schafft da nur das selber füllen: Hier mal die Preise für den oben beschriebenen Tauchgang zum Vergleich, wenn man selbst füllt:

Eine 50l 300 bar Helium kostet 270,00 + 6 Euro für die Lieferung = 276 Euro

Eine 50l 200 bar Sauerstoff 41,30 + 6 Euro Lieferung = 47,30

Der Liter Helium kommt somit auf 1,85 cent und der Liter Sauerstoff 0,3 cent.

Rechnen wir nochmal

 Doppel 12 mit 220 bar 21/35 Trimix :

76 bar x 24 l Helium x 1,85 cent = 33,74 Euro

19 bar x 24 l Sauerstoff x 0,3 cent = 1,37 Euro 

Mono 12 mit Nitrox 80

150 bar x 12l Sauerstoff x 0,3 cent = 5,40 Euro

Die Gase kommen auf 40,51 Euro. Kommt noch die Luft aus dem Tauchshop dazu, für sagen wir mal 0,5 Euro pro Liter macht 18 Euro für die Pressluft

Der Tauchgang kommt somit auf 58,50 Euro, statt 140 Euro aus dem Shop. Eine Ersparnis von satten 42% gegenüber dem Tauchshop. Noch günstiger wird es, wenn man einen Kompressor sein eigen nennt, bzw. in einem Tauchclub oder Shop eine Jahresfüllkarte hat.

Allerdings benötigt man für die eigene Gaslogistik ein wenig Hardware, die sich aber in Anbetracht der Einsparungen gegenüber dem Tauchshop relativ schnell amortisiert hat.

An Hardware benötigt der ambitionierte Gaspanscher folgendes:

Einen Edelstahl Füllschlauch mit Nadelventil, Rückschlagventil und Präzisionsmanometer. Bei der Firma Mecalbe in Erfurt für 340 Euro zu beziehen. Dazu kommen noch Speicherflaschenadapter für 300bar Helium für 52 Euro sowie für 200bar Sauerstoff (25 Euro) und Argon (25 Euro). Also summa summarum 450 Euro.

Wie man sieht, hat man die Kosten für die Füllarmaturen nach etwa 10 Tauchgängen amortisiert.

Bei einem eigenen Kompressor ist die Rechnung noch günstiger, allerdings benötigt man

zusätzlich noch einen Personal Filter für etwa 300 Euro von Mavotec. Das Vorhandensein eines Sauerstoff-Analyzers setze ich mal voraus, den jeder der mit Nitrox oder Trimix taucht, sollte so ein Teil besitzen, egal ob man selbst oder im Shop füllt. Diese Geräte sind relativ günstig im Internet, z.B. von Greisinger Elektronik oder NRC zu bekommen. Unbedingt sollte man die Beschaffung eines kombinierten Sauerstoff-Helium Analysers in Erwägung ziehen. Da man seine Doppelgeräte selten vollständig entleert, bzw. anspruchsvolle Tauchgänge nach der ¼, 1/3 oder Rock-Bottom Regel plant, bleiben nicht selten 100 und mehr bar Gemisch in der Flasche. Da man nicht unbedingt für 20 Euro Trimix in die Atmosphäre blasen will, kommt man um das Auffüllen nicht herum. Spätestens dann benötigt man einen Helium-Analyser, die zwar um die 600 Euro kosten, deren Anschaffung sich allerding nach etwa 20-30 Tauchgängen bereits amortisiert. Alternativ kann man sich auch für 200 Euro einen Analyser selber bauen. Eine Anleitung dazu findet sich in der Downloads Sektion. Besonders empfehlenswert sind die Geräte von Divesoft, einem tschechischen Hersteller, wenn man einen kommerziellen Analyser kaufen möchte.

So, nachdem wir nun alle Einzelteile beisammen haben, geht es an den praktischen Teil des Gasmischens:

1. Berechnung des richtigen Gemisches - Best Mix, MOD, EAD und END

Egal, ob mit Nitrox oder Trimix getaucht wird - am Anfang steht die Berechnung des richtigen Gemisches. Die maximale Einsatztiefe des Gasgemisches wird durch den Sauerstoffpartialdruck vorgegeben: Wie im Nitrox Grundkurs mal gelernt, sollte der Sauerstoff - Partialdruck einen Wert von 1,6 zu keiner Zeit überschreiten, denn sonst droht der Sauerstoffkrampf. Generell wird mit einem ppO2 von 1,4 bzw. bei Wiederholungstauchgängen mit 1,3 gerechnet.

Beispiel: Nitrox 40

MOD = 10 * ((1,4 /0,4)-1 ) = 25m

Beispiel: Nitrox 32, 30 m

EAD = 10 * ( 4 * (1-0,32)/0,79)-1) = 24,4 m

Dieser Tauchgang kann berechnet werden, als würde man mit Luft auf 24,4 m tauchen.

Für die Nullzeitgrenze nach Deko 2000 bedeutet das zum Beispiel: 23 min für diesen Tauchgang, der wenn er mit Luft getaucht würde, nur eine Nullzeit von 12 min hätte.

Die Äquivalente Narkosetiefe wird für die Berechnung von Trimix Tauchgängen benötigt. Dabei wird davon ausgegangen, das sowohl Stickstoff als auch Sauerstoff narkotisches Potential haben, und lediglich Helium ein Inertgas ohne Narkosepotential ist. Der Heliumanteil in den Gemischen wird dabei so gewählt, dass das Gemisch einer Äquvalenten Narkosetiefe von Luft auf 30m oder weniger entspricht.

Beispiel: Trimix 21/35, 50 m

END = 10 * (6 * (1-0,35))-1 ) = 29m

Der Tauchgang ist also mit Trimix 21/35 gut durchführbar

Beispiel 2: Trimix 25/17

END = 10 * (6 * (1-0,17))-1 ) = 39 m

Der Heliumanteil ist also zu gering in diesem Gemisch. Zur direkten Berechnung der fHe stellt man die Formel wie folgt um:

In unserem Beispiel 1- 4/6 = 0,33

Also wäre ein 21/33 mix ausreichend für diesen Tauchgang.

Somit können wir den Best Mix für unseren Tauchgang berechen. Als Beispiel: Wir wollen im Wildschütz zum 2.Pumpenhaus tauchen. Tiefe ist 48m. Wir wollen 15 min dort bleiben.

pmax = 5,8

A: Berechnung der fO2

Der Sauerstoffanteil beträgt 24%

B: Berechnung der fHe

(6) fHe= 1-4/pMax

Der Heliumanteil beträgt 31% für unseren Tauchgang

Zusammengefasst: Für unseren Tauchgang wäre bei der Annahme, das Sauerstoff narkotisch ist, der Bestmix ein Trimix 24/31. 

Nachdem wir den Bestmix ermittelt haben, können wir die praktische Tauchgangsplanung beginnen. Je nachdem, wie lange die Grundzeit ist, und ob mit hperoxischen, normoxischen oder hypoxischen Gemischen getaucht wird, benutzen wir 1 oder 2 Dekogase und gegebenenfalls Travelmixes. Da ich selber nie hypoxische Gemische mit einem fO2 unter 18% tauche, vernachlässige ich Betrachtungen hierzu an dieser Stelle.

Die meisten meiner Tauchgänge führe ich mit einem oder 2 Dekogasen durch. In der Regel mit Nitrox 50 bzw. mit Nitrox 50 und Nitrox 80.

Mit einem Dekompressionsplaner, z.B. V-Planner wird nun die Austauchtabelle für unseren Tauchgang ermittelt.  

Hier nochmal der Tauchgang: Tiefe 48m, Grundzeit 15 min, Trimix 24/30 und Nitrox 50:

V-Planner 3.91 by R. Hemingway, VPM code by Erik C. Baker.

 

 

 Decompression model: VPM - B

 

 DIVE PLAN

 Surface interval = 5 day 0 hr 0 min.

 Elevation = 0m

 Conservatism = + 3

 

 Dec to 48m (3) Triox 24/30 15m/min descent. end

 Level 48m 11:48 (15) Triox 24/30 1.35 ppO2, 24m ead,30m

 Asc to 21m (18) Triox 24/30 -9m/min ascent.

 Stop at 18m 1:00 (19) Nitrox 50 1.37 ppO2, 8m ead

 Stop at 15m 1:00 (20) Nitrox 50 1.23 ppO2, 6m ead

 Stop at 12m 1:00 (21) Nitrox 50 1.08 ppO2, 4m ead

 Stop at 9m 1:00 (22) Nitrox 50 0.94 ppO2, 2m ead

 Stop at 6m 1:00 (23) Nitrox 50 0.79 ppO2, 0m ead

 Stop at 5m 7:00 (30) Nitrox 50 0.74 ppO2, 0m ead

 Surface (30) Nitrox 50 -9m/min ascent.

 

 Off gassing starts at 30m

 

 OTU's this dive: 34

 CNS Total: 12.8%

 

 1786.7 ltr Triox 24/30

 376.2 ltr Nitrox 50

 2162.8 ltr TOTAL

In der Praxis, vor allem um die Fülllogistik zu vereinfachen, haben sich für Trimixtauchgänge sogenannte Standardgemische bewährt. Am häufigsten verwendet werden 21/35 für Tauchgänge bis 60m, bzw. 18/45 für Tauchgänge bis 70m. Die Protagonisten der Unterwasserscientologen werden mich jetzt sicher kreuzigen, denn diese benutzen TX 21/35 ab Tauchtiefen von 30m, aber mir ist das Helium einfach zu teuer, und die Dekompressionszeiten sind mit bei 50m Tauchgängen mit TX 21/35 einfach zu lange. Bis 50m, was den Löwenanteil der Tauchgänge in heimischen Gefilden ausmacht, hat sich ein TX 24/17 - das sog. NAUI Gemisch bewährt.

Schauen wir uns einmal die Daten an:

 Trimix 21/35 Trimix 24/17

MOD 57m 49m

EAD bei 50m 23m 34m

END bei 50m 29m 39m

Tauchgangsdauer bei 20 min Grundzeit auf 50m und Nitrox 50 als Dekogas 

46 min 

44 min

Kosten Helium D12 16,40 Euro 8,10 Euro

Wie Eingangs beschrieben, verwende ich für meine Tauchgänge bis 50m Trimix 24/17 und für Tauchgänge von 50 - 60 m Trimix 21/35. Als Dekogas verwende ich ausschließlich Nitrox 50. Das macht die Gaslogistik einfach, denn wenn im Doppelpack immer ein 24/17 ist, braucht nur die Differenz zwischen dem Enddruck von 220bar und dem Restdruck in der Flasche wieder aufgefüllt werden. Hierzu kann man sich eine einfache Tabelle erstellen. Aber der Reihe nach.

Gase mischen ist alles andere als trivial, da mit reinem Sauerstoff unter hohem Druck hantiert wird. Sauerstoff an sich brennt zwar nicht, ist aber brandfördernd. In Gegenwart von reinem Sauerstoff können sich auch normalerweise unbrennbare Stoffe entzünden. Wenn Sauerstoff übergeströmt wird - von 50l Speicherflaschen in kleinere Tauchflaschen, kommt es zur adiabatischen Kompression - sprich Erwärmung- Das kann zwar nicht vermieden, aber erheblich reduziert werden, wenn man ganz langsam überströmt. Beim Füllen einer 80 cft Stage mit maximal 5 bar die Minute. Dann hält sich die Erwärmung in Grenzen und das Brandrisiko reduziert sich erheblich. Ebenfalls selbstverständlich ist, dass beim Umgang mit reinem Sauerstoff nicht geraucht wird, und Sauerstoffflaschen getrennt von brennbarem Material gelagert werden.

Es versteht sich von selbst, dass man beim hantieren mit Sauerstoff nur sauerstoffreines und kompatibles Material verwendet, die Flaschen und Flaschenventile, in die reiner Sauerstoff gefüllt wird auch sauerstoffrein sind, die Mischarmatur einen Edelstahlwellschlauch besitzt und 100% Öl und Fettfrei ist. Ich verwende für das Überströmen von Reinsauerstoff nur meine beiden Dekostages. Diese sind sauerstoffrein, kommen nur mit sauerstoffreinen Reglern zusammen, und Luft wird nur über einen Personal Filter und Speicherflaschen aufgefüllt.

Wenn man ein wenig Mehraufwand nicht scheut, braucht man seine Doppelgeräte und deren Ventile nicht unbedingt sauerstoff-cleanen. Da man für Nitroxgemische bis 40% sauerstoffkompatibles Standardequipment verwenden kann, ströme ich in mein Doppelpack keinen Reinsauerstoff über, sondern ein 40er Nitrox als Premix. 

So, nachdem wir gesehen haben wie die Gasmischerei in der Praxis funktioniert (ist nicht schwer, man muss nur sehr konzentriert und langsam ohne Hektik arbeiten) bleibt zu klären, in welchem Verhältnis man Sauerstoff und Luft mischen muss, damit man am Ende auf ein 40er oder 50er Nitrox kommt. Wer meint, für 200bar 50er Nitrox reichen 100 bar Sauerstoff und 100 bar Luft, der wird sein blaues Wunder erleben, und alles andere als ein 50er Nitrox bekommen.

Luft ist ein Gemisch aus 21% Sauerstoff und 79% Stickstoff - das bedeutet in unserem 50er Nitrox sind Stickstoff aus der Luft, und Sauerstoff aus der Luft sowie aus der Sauerstoffflasche enthalten. Wir mischen allerdings nach der Partialdruckmethode, d.h. nicht die % Anteile sind entscheidend sondern der Partialdruck

Beispiel: 200 bar Nitrox 50

(7) fO2 = 0,5 und fN2 = 0,5  

daraus ergibt sich

(8) pO2 = 100 bar und pN2 = 100bar

Der Stickstoffanteil kann aber nur aus der Luft kommen, daher errechnet sich der benötigte Luftpartialdruck wie folgt

(9) pLuft = pN2/(o,79) 

(10) pLuft = 100 bar / 0,79 = 126 bar

daraus folgt für unser Gemisch

(11) pNitrox50 = p02 + pLuft

(12) pO2 = 200 bar - 126 bar = 74 bar

Wir müssen also 74 bar Sauerstoff in unsere Flasche füllen und dann mit Luft auf 200 bar auffüllen, um ein 50er Nitrox zu bekommen

Nehmen wir mal an, in unserer Stage sind noch 120 bar Nitrox 50 enthalten, und wir brauchen aber 200 bar Nitrox 40 zum Trimix - mischen. In welchem Verhältnis müssen wir auffüllen ?

Ganz einfach

(13) pZiel = pO2Ziel + pN2Ziel , pN2alt = fN2alt *palt ; pO2 alt = fO2alt * palt

(14) fO2Ziel = 0,4 ; fN2Ziel = 0,6 ; fO2Alt = 0,5 ; fN2alt = 0,5, palt = 120 bar, pZiel = 220 bar

eingesetzt in (13)

(15) pO2 Ziel = 0,4 *200 = 80 bar, pN2 Ziel = 0,6 * 200 = 120 bar

      pO2 alt = 0,5 * 120 = 60 bar, pN2 alt = 0,5 * 120 = 60 bar 

Da sich der Gesamtdruck eines Gases aus der Summe der Partialdrücke ergibt, gilt

(16) pN2Ziel = pN2alt + pN2neu und pO2Ziel = pO2alt + pO2neu

Wir setzen (15) in Formel (16) ein, und erhalten

(17) 120bar = 60 bar + pN2neu ; daraus folgt pN2neu = 60 bar, eingesetzt in Formel

(18) pLuft = pN2/(o,79)

 pLuft = 76 bar, daraus ergibt sich für die Sauerstoffmenge

(19) pO2neu = pZiel -palt - pLuft

(20) pO2neu = 200bar - 120 bar - 76 bar = 4 bar

Wir müssen also zu unserer Stage 4 bar Sauerstoff und 76 bar Luft hinzufügen, um wieder 200 bar Nitrox 40 zu bekommen, die wir zum Trimix mischen benutzen. Das Spiel funktioniert genauso umgekehrt. 

Wir haben noch 100 bar Nitrox 40 übrig, was muss aufgefüllt werden für 200 bar Nitrox 50 als Dekogas ?

(21) pZiel = pO2Ziel + pN2Ziel , pN2alt = fN2alt *palt ; pO2 alt = fO2alt * palt

(22) fO2Ziel = 0,5 ; fN2Ziel = 0,5; fO2Alt = 0,4 ; fN2alt = 0,4, palt = 100 bar, pZiel = 200 bar

eingesetzt in (21)

(23) pO2 Ziel = 0,5 *200 = 100 bar, pN2 Ziel = 0,5 * 100 = 100 bar

        pO2 alt = 04 * 100 = 40 bar, pN2 alt = 0,6 * 100 = 60 bar 

Da sich der Gesamtdruck eines Gases aus der Summe der Partialdrücke ergibt, gilt

(24) pN2neu = PN2Ziel - pN2alt und pO2neu = pO2Ziel - pO2neu

Wir setzen (23) in Formel (24) ein, und erhalten

(25) 100bar = 60 bar + pN2neu ; daraus folgt pN2neu = 40 bar, eingesetzt in Formel

(26) pLuft = pN2neu/(o,79)

  pLuft = 51 bar, daraus ergibt sich für die Sauerstoffmenge

(27) pO2neu = pZiel -palt - pLuft

(28) pO2neu = 200bar - 100 bar - 51 bar = 49 bar

Wir müssen also 49 bar Sauerstoff und 51 bar Luft auffüllen, um wieder eine volle Stage mit Nitrox 50 zu bekommen.

Kompliziert ? Nein, nicht wirklich, denn da wir ausschließlich mit diesen beiden Standardgemischen arbeiten, kann man sich leicht eine Fülltabelle erstellen. Man muss nur für den Einsatz in Excel die Formeln (21) und (24) in (26) einsetzen

Mit anderen Worten:

(29) pLuft = (fN2Ziel x pZiel - fN2alt x palt)/(0,79)

wir probieren es aus und setzen (22) in Formel (29) ein

(30) pluft = (0,5 x 200 - 0,6 x 100)/0,79

(31) pLuft = 40/0,79 = 51 bar 

eingesetzt in Formel (27)

(32) pO2neu = pZiel -palt - pLuft

ergibt

(33) pO2neu = 200-100-51 = 49 bar

Wir sehen, das Ergebnis stimmt. Mit den Formeln (29) und (32) lassen sich in einer Tabellenkalkulation die entsprechenden Werte einfach ermitteln oder auch eine Fülltabelle erstellen.

Mit einen ähnlichen Formelwerk wie beim Nitrox mischen lassen sich die Mischverhältnisse für Sauerstoff, Helium und Luft für Trimix ermitteln. Der Unterschied ist nur, dass eben mit 3 Gasen gerechnet wird. Die Bezeichnung beim Trimix wird üblicherweise in fO2/fHe angegeben, d.h. Ein Trimix mit 18% Sauerstoff und 40% Helium wird als Trimix 18/40 bezeichnet.

Also, frisch ans Werk - wir berechnen das Mischverhältnis für 200 bar Trimix 18/40

(34) fO2 = 0,18; fHe = 0,40; fN2 = 0,42; pZiel = 200 bar

Helium kann nur aus der Heliumflasche kommen, also ergibt sich für pHe

(35) pHe = fHe * pZiel

(34) in (35) eingesetzt

(36) pHe = 0.4 * 200 bar = 80 bar

Stickstoff kann wie immer nur aus der Luft kommen, also gilt 

(37) pLuft = pN2/(o,79)

(34) in (37) eingesetzt

(38) pLuft = (pZiel x fN2)/(o,79)

und damit

(39) pLuft = (200 x 0,42)/(o,79) = 106 bar

Die Berechnung des Sauerstoffanteils ist dann ganz einfach, nämlich

(40) pO2 = pZiel - pHe - pLuft

(41) pO2 = 200 - 80 - 106 = 14 bar

Für unser 18/40 Trimix benötigen wir also 14 bar Sauerstoff, 80 bar Helium und 106 bar Pressluft. Praktisch wollen wir allerdings reinen Sauerstoff vermeiden, und stattdessen unser Nitrox 40 verwenden. Wir müssen also etwas mehr Rechenaufwand im Interesse der Sicherheit und Einfachheit beim praktischen Mischen betreiben.

Um die Menge Luft und Nitrox 40 zu berechnen, wenden wir einen kleinen Trick an:

Im Endeffekt besteht unser 18/40 Trimix aus 80bar Helium und 120 bar eines Nitroxgemisches. Schauen wir uns das etwas genauer an und beschreiben unser Trimix wie folgt:

(42) pZiel = pNitrox + pHe

pO2 in der Zielmischung ist bekannt, nämlich

(43) pO2 = pZiel * fO2

in unserem Fall

(44) pO2 = 200 * 18 = 36 bar

jetzt der Trick: Wir ignorieren den Heliumanteil und betrachten nur den Sauerstoff-Stickstoffanteil (Nitrox) mit einem pO2 = 36 bar

hier gilt

(45) pNitrox = pZiel - pHe

also

(46) pNitrox = 200 bar - 80 bar = 120 bar

Der Sauerstoffpartialdruck in diesem Gemisch ergibt sich aus (44), wir können also den fO2 und den fN2 berechnen:

(47) pO2 = 36 bar, pNitrox = 120 bar eingesetzt in

(48) fO2 = pO2/pNitrox

ergibt

(49) fO2 = 36/120 = 0,3

sowie der fN2 = 1 - 0,3 = 0,7

Unser Trimix 18/40 besteht also aus 80 bar Helium und 120 bar Nitrox 30. Wie wir 120bar Nitrox 30 aus Nitrox 40 und Luft berechnen, ergibt sich aus einer Dreisatzrechnung:

Wir bezeichnen das benötigte Nitrox 30 als Ziel, unser Nitrox 40 Premix als alt

(50) pZiel = pO2Ziel + pN2Ziel 

(51) palt = pO2alt + pN2alt

unser pO2 Ziel ergibt sich aus dem O2 Anteil im Premix und dem O2 Anteil in Luft

(52) pO2Ziel = pO2Luft + pO2alt

oder anders

(53) pO2Ziel = 0,21 * pLuft + 0,4 * palt

das gleiche gilt analog für den Stickstoffanteil

(54) pN2Ziel = 0,79 *pLuft + 0,6 * palt

Formel (53) wir nun umgeformt

(55) palt = (pO2ziel - 0,21 * pLuft)/0,4

und setzen die umgeformte Gleichung in (54) ein

(56) pN2Ziel = 0,79*pLuft + 1,5 * (pO2ziel-0,21*pLuft)

 

Wir lösen die Gleichung nach pLuft auf und erhalten

(57) pLuft = (0,67 * pN2ziel - pO2Ziel)/(0,33)

unser Zielgemisch sind 120 bar Nitrox 30, also gilt hier

(58) pO2Ziel = 120 * 0,3 = 36 bar, und pN2Ziel = 120 * 0,7 = 84 bar

eingesetzt in (57)

(59) pLuft = (0,67 *84-36)/0,33= 62 bar

mit anderen Worten benötigen wir für unser Trimix 18/40 dann 80 bar Helium, 62bar Luft und 58 bar Nitrox 40. Machen wir die Gegenprobe:

(60) pO2 = fO2 * pgesamt = 0,18 * 200 bar = 36 bar = pO2luft + pO2Nitrox

(61) 36 bar = 0.21*pLuft + 0,4*pNitrox = 0,21*62bar + 0.4*58bar = 36 bar

Unsere Rechnung sowie unser Gemisch stimmen.

Die Formel (57) eignet sich prima zur Anwendung in Tabellenkalkulationen.

Diese Übung war doch eine Kleinigkeit, oder ? Denn jetzt geht es in die Vollen. Schließlich ist Helium ja teuer und niemand der noch 100 bar 18/40 Trimix in den Doppeltanks hat, wird sich ernsthaft mit dem Gedanken tragen, diese abzulassen, und von neuem zu mischen. Daher betrachten wir nun das Auftoppen von Trimix.

Annahme - Wir haben 100 bar 18/40 in unserem Doppeltank und wollen wie gehabt, mit Luft, Nitrox 40 und Helium wieder auf 200 bar 18/40 auftoppen. Das ist einfach, denn wir benötigen einen pHe = 40 bar sowie einen pNitrox30 = 60 bar. Unser Nitrox besteht aus pO2 = 18bar und pN2 = 42 bar Eingesetzt in Formel (57)

(62) pLuft = (0,67 *42-18)/0,33= 31 bar

Das heisst, wir benötigen 31 bar Pressluft, 40 bar Helium und 29 bar Nitrox 40 und haben unsere Flasche wieder auf 200 bar aufgefüllt.

Aber wie sieht es aus wenn wir noch 100 bar Trimix 18/40 haben und auf 200 bar Trimix 21/30 auftoppen wollen.

Beginnen wir mit dem Helium

(63) pHeZiel = pHe-alt + pHeDazu 

(64) pHeDazu = pHeZiel - pHealt

(65) pHeDazu = fHeZiel * pZiel - fHealt * palt

wobei palt = 100 bar, pZiel = 200 bar, fHeZiel = 0,3, fHealt = 0,4 sind, folgt

(66) pHedazu = 0,3 *200 - 0,4 *100 = 20 bar

Wir müssen also 20 bar Helium auftoppen. Für den ignorieren wir wieder den Heliumanteil und beschreiben den Rest, der aufzufüllen ist als Nitroxgemisch, dessen Bestandteile wir zunächst berechnen müssen. Ermitteln wir zunächst den pO2:

Unser altes Gemisch hat einen fO2 = 0.4, Unser neues Gemisch fO2 = 0.3

dann gilt

(67) pO2-Ziel = fO2-Ziel * pZiel = 0,21*200 = 42bar

 pO2alt = fO2alt *palt = 0,18*100 = 18bar

(68) pO2dazu = pO2Ziel - pO2alt = 42bar -18bar = 24 bar, eingesetzt in

(69) fO2dazu = pO2dazu/(pZiel-palt-pHedazu)

(70) fO2-dazu = 0,3; pO2dazu = 24 bar, pN2dazu = 56 bar

Wir brauchen also 80 bar eines Nitrox 30 welches wir wieder in der bewährten Art und Weise mittels der Formel (57) aus Nitrox 40 und Luft herstellen.

Berechnen wir den Luftanteil

(71) pLuft = (0,67 * pN2dazu - pO2dazu)/(0,33)

setzen die Zahlen aus (70) in die Formel (71) ein und erhalten

(72) pLuft = (0,67 * 56- 24)/(0,33) = 41 bar

wir benötigen also 20 bar Helium, 41 bar Luft und 39 bar Nitrox 40 um unsere Flasche auf ein Trimix 21/30 aufzufüllen. Machen wir die Gegenprobe, um festzustellen, ob unser Gemisch stimmt.

In unserer aufgetoppten Flasche haben wir nun:

100 bar Trimix 18/40 pO2 = 18; pHe = 40

  20 bar Helium pHe = 20

  39 bar Nitrox 40 pO2 = 0,4*39 = 16 ; pN2 = 23

  41 bar Pressluft pO2 = 0.21*41 = 9, pN2 = 0,79*41 = 32

In der Summe sind in unserem Gemisch

∑pO2 = 18+16+9 = 43, daraus folgt fO2 = 0,21

∑pHe = 40+20 = 60,daraus folgt fHe=0,3

∑pN2 = 42+23+32= 97, daraus folgt fN2 = 0,49

Unser Gemisch stimmt. 

Die gleiche Methode funktioniert auch für die Berechnung von Nitroxgemischen von 22-39% Sauerstoffanteil.

Machen wir den Versuch: Wir haben 100 bar Nitrox 30 in unser Flasche und wollen 200 bar Nitrox 32 herstellen:

(73) Gemisch alt: f02alt = 0,3; fN2alt = 0,7; palt = 100 bar

 Gemisch neu: fO2Ziel = 0,32: fN2Ziel = 0,68; pZiel =200 bar

dann gilt

(74) pO2alt = fO2alt * p = 30bar; pN2alt = fN2alt * p = 70 bar

 pO2Ziel =fO2ziel*p = 64 bar; pN2Ziel = fN2ziel *p = 136 bar

die Differenz aus pziel – palt ergibt den aufzutoppenden Anteil

(75) pO2dazu=pO2Ziel – pO2alt = 64bar – 30bar = 34 bar

 pN2dazu=pN2Ziel – pN2alt = 136bar – 70 bar = 66 bar

eingesetzt in Formel (57) ergibt

(76) pLuft = (0,67 * pN2dazu – pO2dazu)/0,33 = (0,67 * 66 bar –34bar)/0,33=31 bar

Für die benötigte Menge Nitrox 40 gilt dann

(77) pNitrox40 =pdazu – pLuft = 100 bar – 31bar = 69 bar

Wir müssen also unsere Nitrox 30 Flasche mit 31bar Pressluft und 69bar Nitrox 40 auffüllen, um 200 bar Nitrox 32 zu erhalten.

Im vorangegangenen Abschnitt haben wir nun gelernt, wie man das optimale Gas für den geplanten Tauchgang ermittelt und wie man diese Mischungen mit einfachen Mitteln selber herstellt. Was wir bisher allerdings noch nicht berücksichtigt haben ist die benötigte Gasmenge und die entsprechenden Reserven. 

Für eine angemessene Gasplanung ist es zunächst einmal wichtig, seinen persönlichen Gasverbrauch unter verschiedenen Bedingungen zu ermitteln. Man sollte den Gasverbrauch zunächst unter ruhigen, stressfreien Bedingungen ermittelt, z.B. im Nassanzug bei einigen entspannten Urlaubstauchgängen. Im nächsten Schritt ermitteln wir den Gasverbrauch unter Anstrengung und zum Schluss unter Stress. Dabei ist es wichtig, für jede Bedingung seinen Gasverbrauch mehrmals (ca 10 mal) zu ermitteln, damit man entsprechende Mittelwerte bilden kann.

Als Standardgröße für den Atemgasverbrauch hat sich das auf die Oberfläche bezogene Atemminutenvolumen (AMV) bewährt. Die Formel für das Atemminutenvolumen lautet:

(78) AMV=((pAnfang-pEnde)*Vtank)/(((mittlere Tiefe)/10+1)*Tauchzeit)

pAnfang = Flaschendruck zu Beginn des Tauchgangs; 

pEnde = Flaschendruck zum Ende des Tauchgangs

Vtank = Volumen der Tauchflasche 

Mittlere Tiefe sowie die Tauchzeit wird vom Tauchcomputer abgelesen

Beispiel: Wir tauchen mit einer Mono 12l Flasche für 45min auf 13m (mittlere Tiefe). Wir starten mit 200 bar und beenden den Tauchgang mit 50 bar Restdruck

Wir setzen die Daten in Formel (78) ein:

(79) AMV=((200bar-50bar)*12l)/((13/10+1)*45min) = (1800 bar*l)/(2,3*45 bar*min) = 17,4 l/min

Für unseren Tauchgang beträgt das auf die Minute bezogene Atemminutenvolumen 17,4l.

Diese Atemminutenvolumen wird nun für die verschiedenen Tauchbedingungen ermittelt als AMVnormal, AMVstress und AMVdeco. Mit Hilfe dieser Zahlen ist eine angepasste Gasplanung nun möglich.

Wie plant man nun den Atemgasvorrat für einen Trimix Tauchgang:

Nehmen wir mal an, wir wollen einen Tauchgang für 25min auf 45m unternehmen. Als Bottom/Travelmix verwenden wir Trimix 24/17, als Dekogas nehmen wir Nitrox 50. Als AMV nehmen wir wegen der einfacheren Rechnerei mal AMVnormal = 20, AMVstress = 25 und AMVdeco = 20 an.

Wir steigen mit 15m/min ab, machen auf 5m den Ventildrill sowie den S-Drill. Um auf 45m zu kommen benötigen wir demnach 3min + 2min für den V-und S-Drill. Entsprechend werden von unserer Grundzeit 5min abgezogen, wir können dann noch 20 min auf 45m bleiben.

Mit diesen Zahlen füttern wir unseren Dekoplaner, und erhalten folgenden Tauchplan:

DIVE PLAN      

Surface interval = 5 day 0 hr 0 min.    

Elevation = 0m     

Conservatism = Nominal     

      

Dec to 45m 05:00 -5 Triox 24/17 9m/min descent.

Level 45m 20:00 -25 Triox 24/17 1.28 ppO2, 31m ead, 36m end

Asc to 21m 04:00 -29 Triox 24/17 -6m/min ascent.

Stop at 18m 1:00 -30 Nitrox 50 1.37 ppO2, 8m ead

Stop at 15m 1:00 -31 Nitrox 50 1.23 ppO2, 6m ead

Stop at 12m 1:00 -32 Nitrox 50 1.08 ppO2, 4m ead

Stop at 9m 3:00 -35 Nitrox 50 0.94 ppO2, 2m ead

Stop at 5m 9:00 -47 Nitrox 50 0.74 ppO2, 0m ead

Surface -52 Nitrox 50 -1m/min ascent.

Wir werden also für 29min unser Trimix 24/17 und für weitere 22min unser Nitrox 50 atmen. Für die Gasplanung für beide Gase nehmen wir als Tiefe die maximale Tiefe an, ab der das Gas geatmet wird. Für unser Trimix 24/17 beträgt die Zeit 29min (Abstieg, Grundzeit sowie Aufstieg auf 21m), für unser Nitrox 50 beträgt die Zeit 23 min (Gaswechsel auf 21 und Aufstieg zur Oberfläche).

Zur Berechnung des benötigten Gasvorrats stellen wir Formel (78) wie folgt um:

(80) Gasmenge = AMV * ((Max.Tiefe)/10 -1) * Tauchzeit

In unserem Beispiel

Gasmenge Trimix = 20(bar*l)/min * 5,5 bar * 29min = 3190 l

Gasmenge Nitrox = 20(bar*l)/min * 3,1 bar * 23min = 1425 l

Wenn wir jetzt die berechneten Gasmengen durch 200 bar dividieren, erhalten wir die notwenigen Flaschengrößen, allerdings ohne Reserve.

Aber welche Reserven sollte man mitführen ? Bei Nullzeittauchgängen sagt man normalerweise, Umkehr bei halbem Flaschendruck. Geht das für solche Tauchgänge überhaupt ? Nehmen wir mal an, wir verlieren nach 25 min Grundzeit unser Dekogas – wie sieht der Tauchplan dann aus ?

Dec to 45m -5 Triox 24/17

Level 45m 20:00 -25 Triox 24/17

Asc to 21m -29 Triox 24/17

Stop at 18m 1:00 -30 Triox 24/17

Stop at 15m 2:00 -32 Triox 24/17

Stop at 12m 3:00 -35 Triox 24/17

Stop at 9m 4:00 -39 Triox 24/17

Stop at 5m 19:00 -61 Triox 24/17

Surface -66 Triox 24/17

Wir müssen also unser Trimix nicht 29 min sondern die Deko für 37 min atmen. Unser zusätzlicher Atemgasbedarf wäre dann:

Gasmenge Trimix = 20(bar*l)/min * 3,1 bar * 37 min = 2294 l

Ok, dieses Szenario ist so ziemlich unwahrscheinlich, denn wir haben noch einen Buddy dabei, der in der Regel das gleiche Gas atmet (Gasmatch !!) und sein Dekogas noch hat. Wir können also unser restliches Trimix plus das restlich Trimix des Buddys atmen, während dieser seine Deko mit seinem Dekogas beendet. Der Buddy benötigt dann aber nicht 1425l Nitrox 50 als Dekogas sondern 2294l.

Schauen wir nach, ob der Tauchgang mit einem Doppel 12 und einer 11,2 l Stage für die Deko unter diesen Bedingungen durchführbar ist:

Selbst Buddy

Trimix 24/17 4800 4800

Bedarf für Grundzeit -3190 -3190

Rest nach 25 min 1610 1610

Bedarf für 37 min Deko -1610 -684

Rest nach 66 min 0 926

Es ist also genug Sicherheitsreserve für das Rückengas vorhanden, aber wie sieht es mit dem Dekogas aus. Der Buddy hat 2300l Gas zur Verfügung, benötigt 2294 l – die Stage ist leer, aber es funktioniert. Die Reserve ist ausreichend.