Knowhow

Hier werden laufend interessante Themen, die in Vorträgen oder Aussendungen des Clubs zur Sprache kommen veröffentlicht, so z.B.

KALTWASSERTAUGLICHKEIT VON LUNGENAUTOMATEN UND VEREISUNG

Vortrag von Kurt Moser anlässlich des Taucherstammtisch vom 03.04.02

Zusammenfassung:
Das Thema Kaltwassertauglichkeit und Vereisung stellen ein zentrales Thema beim Tauchen in unseren heimischen Gewässern dar. Hier seien kurz die Faktoren beschrieben, die die Vereisung eines Lungenautomaten verursachen/beeinflussen können und einige Tipps wie man dieser Gefahr vorbeugen kann. Viele der Hinweise werden immer wieder bei Kursen gegeben, können aber - so zeigt leider die Praxis - nicht oft genug wiederholt werden.

Funktion des Lungenautomaten (1-Schlauch/2-Stufen-Automat)
Aufgabe der ersten Stufe: Reduzierung des Hochdruckes auf den Mittel- oder Arbeitsdruck (ca. 10 bar über Außen)
Aufgabe der zweiten Stufe: Reduzierung (Dosierung) des Mitteldruckes auf den Außendruck (Umgebungsdruck)Schwachpunkte für die Vereisungsanfälligkeit sind die Orte der Gasexpansion in der ersten und zweiten Stufe (Kühlschrankprinzip); Temperaturstürze (fallweise bis 50 Grad C nach unten!)

Faktoren die eine Vereisung begünstigen:

niedrige Umgebungstemperatur/hohe Durchflussrate
Die Luftanforderung bei gleichem Verbrauch steigt mit der Tiefe an (Boyle-Mariotte); unter Umständen treffen auch mehrere Anforderungen gleichzeitig auf die erste Stufe (atmen + Octopusatmung und/oder Inflatorbetätigung) auf und erhöhen so die Durchflußmenge.
Ausgangsdruck
Achtung gerade am Anfang des Tauchganges ist die Druck-Reduktion und damit auch die Expansionsabkühlung am größten; dies gilt es jetzt auch in verstärktem Maße beim Einsatz der immer mehr in Gebrauch kommenden 300-bar-Geräte zu beachten! Erstaunlicherweise werden jedoch die meisten Vereisungen bei einem Flaschendruck von um die 150 bar berichtet.
Luftfeuchtigkeit
Kompressoren mit schlechten oder schlecht gewarteten Wasserabscheidern bzw. überalterten Filtern (nicht ein automatischer Wasserabscheider ist entscheidend, sondern die Filterstandzeit) geben unter Umständen feuchtere Luft ab. Dagegen helfen Zusatzfilter in der Flasche (Aircon-Micro-Plus), verstärkte Kontrolle der Luft bzw. Flasche.
Vorsicht auch besonders beim Leeratmen der Flasche (auch negativ für den Lungenautomaten – besonders im Meerwasser, Korrosion/Rost).
Kontaminierte“ Flaschen gehören gegebenenfalls gereinigt und ausgetrocknet. Eine grobe Kontrolle der Luft durch den Laien ist möglich; hält man z.B. ein Taschentuch in die aus der Flasche abströmende Luft und weist dies hernach Modergeruch oder gar Feuchtigkeit auf weiß man, dass zuviel Feuchtigkeit in der Flasche ist. Ein weißer Strahl abströmender Luft ist ebenfalls ein deutlicher Hinweis auf zu hohen Feuchtigkeitsgehalt.
Wärmetauschvermögen des Automaten
Grundsätzlich ist zu sagen, dass Lungenautomaten mit einem höheren Anteil an Metall (anstatt Kunststoff) oder entsprechende Konstruktionsweisen (z.B. "Kühlrippen"-artige Konstruktionsmerkmale ein besseres Wärmetauschverhalten haben.
Feuchtigkeit im Automaten bzw. der Luft oder Flasche
Durch unsachgemäße Bedienung kann Wasser in den Automaten, vor allem die erste Stufe eindringen. Daher sollte diese nach jedem Tauchgang sofort trocken mit einer entsprechenden (trockener) Schutzkappe verschlossen werden oder anders vorgesorgt werden damit kein Wasser eindringen kann. Oftmals werden Automaten ohne Schutzkappe gespült; dabei kann unter Umständen auch Wasser in den Finimeter gelangen und diesen dauerhaft schädigen. (Wichtig: beim Auswaschen des Automaten auch nicht die Munddusche drücken) Auch beim Leeratmen der Flasche kann Wasser eindringen. Achtung: wenn eine Flasche feucht ist, kann man unter Umständen die trockenste Luft nachfüllen und sie feuchtet sich wieder an!

Handling-Tipps:

Wassereintritt in die erste Stufe vermeiden.
Zwei getrennte Abgänge mit zwei getrennten Lungenautomaten die beide (!) kaltwassertauglich sein sollen für Kaltwassertauchgänge verwenden und auch auf die richtige Konfiguration der Automaten und Anschlüsse achten (z.B. die Anforderungen Atmung und Tarieren trennen)
Das Erreichen und selbständige Abdrehen der Hauptluftquelle üben (primäres Atemsystem). Richtige Einstellung „venturi-unterstützter“ Automaten bei Kaltwassertauchgängen - Empfehlung: im Kalten auf Minus stellen!
Schnelle Abstiege meiden (Tarierknopf nur max. 5 Sekunden lang auf einmal betätigen); bei Monosystemen (= zu vermeiden) auf jeden Fall gleichzeitiges Einatmen und Tarieren vermeiden!
Extreme Tiefen im Süßwasser sind immer auch mit tiefen Temperaturen verbunden - richte daher nicht nur deine Ausrüstung sondern auch dein Verhalten entsprechend darauf ein!
Vorsichtiges Atmen in großen Tiefen (kein ruckartiges oder gieriges Atmen; kein Drücken der Munddusche z.B. zum Befüllen eines Hebeballones)

Bauarten von Lungenautomaten

Man hört immer wieder die Ausdrücke „kolben- oder membrangesteuert“ bzw. „balanciert" keiner dieser Ausdrücke ist ein Garant für wirkliche Kaltwassertauglichkeit.
Im Zweifelsfall hinterfrage den Händler genau nach den Konstruktionsmerkmalen die den jeweiligen Automaten kaltwassertauglich machen sollen. Einzig der Hinweis darauf der Automat sei z.B. "membrangesteuert" heißt noch lange nicht dass er im kalten Wasser auch wirklich verlässlich ist.
Bei Verwendung von verschiedenen Automaten und Octopus-Systemen achte auf die Mitteldrück-Werte; diese müssen gleich sein. (Achtung bei Marken-Mix!)

verschiedene Konstruktionsprinzipien zur Erlangung der Kaltwassertauglichkeit:

„Membransteuerung“ - Diese schottet den Automaten in der Regel hermetisch nach außen ab und ist so ein guter Schritt in Richtung Kaltwassertauglichkeit.
"Kaltwasseraufsätze" ersetzen (wenn nachträglich angebracht) oder verbessern Membranabschottungen unter Umständen erheblich.Der Einsatz großer Metallkörper zur Wärmetauschung (z.B. Poseidon Cyclon-Metall, Abyss, Mark II, Divex) oder das Dry-Bleeding-System (=Membransteuerung im übertragenen Sinne von Sherwood), sowie der Einsatz von Wärmeleitblechen erhöhen in der Regel die Kaltwassertauglichkeit.

Der Venturi-Effekt

Was ist der Venturi-Effekt? Der Venturi-Effekt entsteht z.B. wenn ein Gas schnell an einer Membran vorbeiströmt und es dadurch zu einer Sogwirkung auf die Membrane kommt.Wozu wird er in Lungenautomaten genutzt? Durch die an der Hauptmembrane der 2. Stufe vorbeigeführte Luft übt auf diese eine Sogwirkung aus und unterstützt dadurch das Ansaugen der Membrane beim Einatmen. Dies führt zu geringeren Einatemwiderständen die als komfortabel empfunden werden.

Wie lange ist er kontrolliert? Er ist so lange kontrolliert, solange die Membrane nach dem Einatmen wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt und die 2. Stufe damit ruhiggestellt ist.

Wie äußert sich der unkontrollierte Venturi-Effekt? Wenn die 2. Stufe zu leicht eingestellt ist, kann es passieren dass der Luftstrom die Membrane so fest aus der Ruheposition wegzieht dass sie nicht mehr ein die Ruheposition zurückkehrt und so die zweite Stufe abzublasen beginnt.

Was sind die möglichen Folgen des unkontrollierten Venturi-Effektes? In leichten Fällen kann durch Klopfen auf die Öffnung des Mundstückes, bloßes in-den-Mund-nehmen des Automaten oder dergleichen das Abströmen unterbrochen werden. Es kann aber auch passieren dass sich der Luftstrom erst dann wieder unter Kontrolle bringen lässt wenn man das Flaschenventil abdreht; in einzelnen Fällen bringt auch das Abknicken des Mitteldruck-Schlauches den gewünschten Erfolg. Es wird einleuchten dass ein unkontrollierter Venturi-Effekt und damit das nicht mehr zu bremsende Abblasen der 2. Stufe unter Wasser ein geradezu "hervorragender" Auslöser für eine Vereisung der 2. Stufe darstellt.

Wie beuge ich dem unkontrolliertem Venturi-Effekt vor? Aus dem Vorgenannte ergibt sich dass man bei Kaltwassertauchgängen unter Umständen einen etwas größeren Einatemwiderstand in Kauf nehmen sollte um dem unkontrollierten Venturi-Effekt vorzubeugen. Die kann z.B. durch eine generell etwas härtere Einstellung des Atemwiderstandes und/oder durch die Umleitung des Luftstromes mittels entsprechender Venturi-Klappen (auch oft mit "+/-" Klappe bezeichnet) erreicht werden. Also den Automaten für Kaltwassertauchgänge etwas strenger einstellen und die Klappe auf "-" stellen.

weitere Kommentare aus dem Web:

Das Vereisen von Atemreglern ist beim Tauchen in unseren Breiten ein heiß diskutiertes und auch ernst zu nehmendes Thema. Wenn der Atemregler nach Beendigung des Einatemvorgangs die Luftzufuhr nicht mehr unterbricht sprechen wir von Vereisung. Auch wenn es die Werbung verspricht - einen 100%-ig vereisungssicheren Lungenautomaten gibt es nicht. Denn nicht nur die Technik ist maßgebend für Vereisungssicherheit, sondern auch unser korrekter Umgang mit ihr. Physikalische Grundlagen der Vereisung: Grundsätzlich gilt es, folgende physikalische Grundlage zu beachten:

Der Joule-Thomson-Effekt tritt auf, wenn ein Gas oder Gasgemisch bei Druckänderung eine Temperaturänderung erfährt. Wenn man zum Beispiel Luft stark verdichtet, dann erwärmt sie sich. Umgekehrt kühlt sie sich bei Ausdehnung ab.

Arten der Vereisung

Je nach dem Ort der Vereisung unterscheidet man zwischen äußerer und innerer Vereisung.

Innere Vereisung

Die innere Vereisung tritt am Sinterfilter der ersten Stufe oder am Hochdruckkolben direkt auf. Voraussetzung dafür ist Feuchtigkeit in der Flasche oder unachtsamer Umgang mit der 1. Stufe, so dass Wasser eingedrungen ist (Spülen nach dem Tauchen ohne Verschlusskappe auf der 1. Stufe).Durch die Abkühlung am Ventil kondensiert Feuchtigkeit in der Druckluft beim Durchströmen des Ventils. Die durch die niedrige Temperatur entstehenden Eiskristalle verhindern ein vollständiges Schließen des Hochdruckkolbens - Der Automat bläst ab. Falls sich Kristalle am Sinterfilter der 1. Stufe bilden, verstopfen sie diesen und der Luftstrom bricht ab. Dies passiert jedoch äußerst selten, da dafür schon eine größere Menge Feuchtigkeit in der Pressluftflasche erforderlich ist, was von einem seeeehr nachlässigen Umgang mit seinem Equipment zeugt.

Äußere Vereisung

Hiervon sind besonders kolbengesteuerte 1. Stufen betroffen. Membrangesteuerte Automaten sind weit weniger empfindlich, da die Membrane eine isolierende Wirkung hat und rein mechanisch gesehen, in ihrer Bewegung nicht so leicht gehemmt werden kann, wenn sich Eiskristalle bilden. Bei der äußeren Vereisung wird durch die Abkühlung das Wasser in der Wasserkammer gefrieren und den Kolben bzw. das Ventil blockieren. Diese Blockierung erfolgt nur während der Einatemphase (nur dabei wird Wärme entzogen) und der Automat bläst ab.

Vereisung der zweiten Stufe

Auch in der zweiten Stufe kann es zur Vereisung kommen. Allerdings ist hier das Druckgefälle relativ gering, sodass auch die Gefahr der Vereisung relativ gering ist. Trotzdem ist eine Vereisung der zweiten Stufe denkbar, da sich die kalte Luft aus der ersten Stufe auf dem Weg zur zweiten Stufe nicht erwärmt. Auch hier bläst der Automat dann ab - er bringt also weiterhin Luft.

Was ist bei Vereisung zu tun ?

Stelle dich innerlich beim Tauchen auf mögliche Vereisungssituationen ein, um im Ernstfall richtig reagieren zu können. Übe diese Fertigkeiten regelmäßig, so daß sie "in Fleisch und Blut" übergehen. Bei regelmäßiger Übung und sicherer Handhabung wird kein gefährlicher Stress aufkommen und die Situation ist im Nu bereinigt.

Wenn es mal passieren sollte, dann ist folgendes zu tun: Wenn der Atemregler abbläst, kann man weiteratmen, indem man den Regler mit einer Hand festhält und das Mundstück nur noch halb im geöffneten Mund an einer Beißwarze hält. Die überschüssige Luft kann dann seitlich entweichen. Den Kopf sollte man dabei seitlich neigen, damit die Luft sich nicht unterhalb der Maske fängt und diese dann vom Gesicht reißt und flutet (Lernt man im Grundkurs). Noch besser wäre es, du hast zwei getrennte Systeme ( zwei erste Stufen), denn dann brauchst du nur zu deinem Oktopus greifen und weiteratmen.
Danach zeigst du deinem Tauchpartner dein Problem an. Der Buddy dreht die Flasche zu und du atmest aus deinem (idealerweise) zweiten, komplett getrennten System weiter. Falls dein Buddy dir nicht helfen kann, kannst du dir das Ventil auch selber zudrehen. Falls du durch nach hinten greifen nicht herankommst, dann kannst du auch das Jacket öffnen und versuchen, so an das Ventil heranzukommen. Alle genannten Techniken werden z.B. im Rescue Kurs geschult. Man kann aber auch ein sogenanntes Freeflow-Control-Device einbauen und damit kann man auf sehr einfache Art und Weise den abblasenden Automaten abstellen, ohne lange das Ventil suchen zu müssen. Ist das Ventil geschlossen, ist bereits nach wenigen Minuten die Vereisung wieder verschwunden und du kannst nach dem Aufdrehen wieder aus deinem Hauptautomaten atmen.

Abhilfe gegen Vereisung

Technische Möglichkeiten:

Die Hersteller haben sich die verschiedensten System ausgedacht um der Vereisungsproblematik entgegenzuwirken. So gibt es zum Beispiel Systeme, bei der eine Gummikappe die Wasserkammer verschließt. Der Verschluss muss aber gewährleisten, dass der Umgebungsdruck weiterhin auf den Kolben oder die Membran wirken kann (APEKS).Eine andere Möglichkeit besteht darin, vom Mitteldruck dauernd etwas Luft in die Wasserkammer strömen zu lassen. Da das Wasser in der Kammer dadurch ständig verwirbelt wird, bilden sich Eiskristalle nicht so leicht (Beispiel: Ein See friert leichter zu als ein Fluss). Die überschüssige Luft wird dann nach draußen abgegeben (SHERWOOD).
Grundsätzlich ist zu sagen, dass eine massive, große (und damit schwere) 1. Stufe immer besser ist als die in der Werbung angepriesenen Leichtgewichte. Je massiger die 1. Stufe ist, desto größer ist die Oberfläche, die mit dem Wasser in Kontakt ist. Da das Wasser wärmer ist als das gasexpandierende Innenleben der 1. Stufe, kann so die Kälte, die sich im Inneren des Automaten bildet, leichter abgeführt werden.Zusätzlich kann man für seine Tauchflasche auch Mikrofilter (AIRCON, NAUTEC) verwenden. Diese Filter halten noch vor dem Flaschenventil Feuchtigkeit und Rostpartikel zurück und schützen so besser die 1. Stufe. Die kann nämlich auch abblasen, wenn sich Rostpartikel aus der Flasche am Hochdruckkolben anlagern und dieser somit nicht mehr korrekt schließt.

Bei Vereisungsgefahr immer mit zwei komplett getrennten Systemen tauchen !

Richtiges Verhalten vor und beim Tauchen in kalten Gewässern

Verwende nur Automaten mit Vereisungsschutz.
Verwende immer zwei getrennte Systeme (Flasche mit zwei Ventilen und zwei kompletten Atemregler).
Verwende einen Mikrofilter für dein Flaschenventil.
Trockene Atemluft verwenden - Fülle nach Möglichkeit nur bei der Tauchschule deines Vertrauens. Regler immer trocken lagern - Dichte Verschlusskappen für die erste Stufe verwenden, damit beim Spülen keine Feuchtigkeit eindringen kann. Dabei die Luftdusche nicht drücken, sonst kommt Feuchtigkeit in den MD-Schlauch. Wenn man schließlich den LA zuhause zum lagern aufhängt, sollte die Verschlusskappe wieder abgeschraubt werden, damit geringste Feuchtigkeitsreste vor dem Sinterfilter wegdunsten können.
Regelmäßiges Warten der Automaten - einmal im Jahr oder alle 70 Tauchgänge - je nachdem was eher eintritt.
Unter Wasser ruhig atmen.
Nicht gleichzeitig einatmen und den Inflator betätigen - und wenn man mit 2 ersten Stufen taucht - Inflatorschlauch an der ersten Stufe des zweiten Automaten montieren.

Alle diese Faktoren können (müssen aber nicht unbedingt) die Vereisungsgefahr beeinflussen und es gibt möglicherweise auch noch weitere hier nicht genannte Faktoren. Für positive Kritik, Hinweise zur Berichtigung und Bereicherung sind wir immer dankbar.