Block 2 · Mehr als nur Luft: Dekogase & Helium

Sauerstoff ist lebenswichtig – aber in hohen Partialdrücken kann er toxisch wirken. Für Sporttaucher ist vor allem die Gefahr einer CNS-Vergiftung relevant: ein Krampfanfall unter Wasser endet meist tödlich. Gleichzeitig gilt: Innerhalb der anerkannten Grenzwerte ist das Risiko sehr gering – wir arbeiten hier also mit konservativen Sicherheitsfenstern.

Du erinnerst dich aus deinem Nitrox-Kurs sicher daran, dass man dabei unbedingt auf die MOD, die maximale erlaube Tiefe, achten muss. Mehr als 1,4 bar pO2 während der Grundzeit und 1,6 bar pO2 in der Deko sollte man vermeiden.
Viel mehr ist vielleicht nicht hängengeblieben. Wenn es um Dekogase geht, sollte man sich aber das Thema Sauerstoff noch mal anschauen.
Du kannst das in deinem Nitrox-Kurs oder in unseren Materialien dazu nachlesen. Mach dich bitte vor dem weiteren Text hier mit den Begriffen MOD und Best Mix vertraut, und werfe noch mal einen Blick auf das Thema "CNS-Clock", CNS-Toxizität und pulmonale Toxizität.

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Sauerstoff - Grenzwerte

Blogartikel: Neue Empfehlung zu Sauerstoffgrenzen - dort wird auch die "CNS-Clock" kurz und prägnant erläutert

Wenn man Nitrox als Dekogas einsetzt, hat das massive Vorteile. Wir haben bei der Wahl von Gradientenfaktoren schon gesehen, dass ein niedriger GF Low tiefere Stopps erzwingt. Und bei diesen tieferen Stopps sättigen mittlere und langsame Gewebe weiter auf, während nur die schnelleren schon entsättigen.
Wir haben bei der Wahl des ersten Stopps also ein grundsätzliches Problem: Die Entsättigung wird effizienter, wenn wir einen höheren Gradienten zwischen Inertgasdruck in den Geweben und Inertgasdruck in der Lunge haben. Mit nur einem Gas können wir das nur erreichen, wenn wir weiter aufsteigen.
Gleichzeitig wird das Risiko, dass Blasen entstehen, bei zunehmendem Überdruck im Gewebe größer. Mit nur einem Gas muss man das in Kauf nehmen, aber mit einem Dekogas kann man beides entkoppeln.
Wenn weniger Stickstoff im Atemgas und damit in der Lunge ist, wird der Entsättiungsgradient direkt größer. Auch mittlere Gewebe sättigen nicht mehr oder zumindest weniger weiter auf. Aber man ist noch auf einer Tiefe, in der die Blasenbildung weniger wahrscheinlich ist.
Das ist das besondere an einem Dekogas: Man kann den Inertgasdruck-Gradienten und den Umgebungsdruck voneinander trennen.

Bei tieferen Tauchgängen bringt Luft als Atemgas zwei Probleme mit sich (die physiologisch eng miteinander verknüpft sind): Zum einen wirkt der Stickstoff in zunehmender Tiefe narkotisch, zum anderen erschwert die erhöhte Gasdichte die Atemarbeit.
Während der sogenannte "Tiefenrausch" ein Phänomen ist, über das es nur wenig wirklich eindeutiges Wissen gibt - was genau die narkotische Wirkung auslöst, ist nach wie vor nicht eindeutig geklärt - ist die Physiologie der erhöhten Atemarbeit bekannt.
Wird die Gasdichte zu hoch, ist jeder Atemzug anstrengender als an der Oberfläche - und die maximal mögliche Ventilation der Lunge wird weniger. Bei großer Anstrengung in Tiefen, die man heute wirklich nicht mehr mit Luft betaucht, könnte es passieren, dass man einfach nicht mehr genug atmen kann.
Aber schon lange vorher kann ein anderer Effekt eintreten: Das CO2 - Level im Körper kann höher werden als normal. Normalerweise reagiert der Körper auf einen erhöhten pCO2 mit einer verstärkten Atmung, um ihn wieder abzuatmen. Unter Wasser kommt es aber bei einigen Personen, den "CO2-Retainern", zu einer gegenteiligen Reaktion: Ihr Körper toleriert einen höheren CO2 Gehalt, um die anstrengendere Atemarbeit zu reduzieren. Da CO2 hochgradig narkotisch ist, steht dieser Effekt im Verdacht, für einen relevanten Teil der unangenehmen Effekte des Tiefenrausches verantwortlich zu sein.

Grenzen für Gasdichte und Narkose

Welche Gasdichte kann man noch akzeptieren, und welches Mischungsverhältnis ist optimal?
Wenn es darum geht, die beste Mischung für die angestrebte maximale Tiefe zu bestimmen, sind zwei Faktoren relevant: Die äquivalente Narkosetiefe, und die Gasdichte.
Um die äquivalente Narkosetiefe zu bestimmen, berechnet man - eigentlich wie bei der äquivalenten Lufttiefe bei Nitrox - in welcher Tiefe Luft den selben pN2 hätte wie das Trimix, das man nutzen möchte, in der maximalen Tiefe.
Die Gasdichte in dieser Tiefe berechnet man aus den einzelnen Bestandteilen Sauerstoff, Stickstoff und Helium.

Helium ist ein viel leichteres Gas als Stickstoff, und sollte deshalb deutlich schneller in die verschiedenen Körpergewebe diffundieren. Das Bühlmann-Modell geht davon aus, dass die Halbwertszeiten für Helium 2,65 mal schneller sind als für Stickstoff. Die Dekompression muss deshalb anders berechnet werden.
Wer anfängt, mit Trimix zu tauchen, denkt oft, dass die Dekompression ja kürzer sein müsste: Das leichtere Gas verlässt den Körper doch schneller. Das ist aber ein Trugschluss, die Deko wird in der Regel länger.
Warum das? Grund sind die tieferen Stopps. Da Helium auch schneller in die Gewebe gelangt, ist die Übersättigung beim Aufstieg größer. Um die schnelleren Gewebe wieder zu entsättigen, muss also früh gestoppt werden. Dabei sättigen mittlere und langsame Gewebe noch weiter auf und müssen dann wiederum bei den flacheren Stopps entsättigen.
Mit dem Planer kannst du die Gewebesättigung und Entsättigung in drei Heatmaps bobachten: Die oberste zeigt nur den Stickstoff, die zweite nur das Helium, und die dritte dann die Kombination der beiden Inertgas-Partialdrücke.
Wenn du an diesem Punkt angelangt bist, wirst du für die reale Planung schon lange ein anderes Programm benutzen. Bleib bitte dabei, das hier ist wirklich nur zur Veranschaulichung gedacht!
Du kannst hier aber verschiedene Gase und ihre Auswirkungen auf die Runtime durchspielen, und dabei besser verstehen, wie der Anteil an Helium im Atemgas die Dekompression beeinflusst.

Wie plant man jetzt einen Tauchgang mit Trimix? Dazu findest du im Block zu aktuellen Diskussionen und Forschungen einen Abschnitt, in dem die Wahl der Gradientenfaktoren diskutiert wird, und im Block zur Tauchgangsplanung ein paar praktische Tipps.