Technik

Die Raumfahrt des kleinen Mannes

"Wir sind nicht so mutig wie es aussieht und schon gar keine Draufgänger!"

Trotz der umfangreichen, komplexen Technik, den vielen Einzelheiten, die beim Tauchen zu beachten sind und den abzuwägenden Risiken steigen wir immer mit viel Spaß an der Arbeit hinein in das kalte, dunkle Nass. Wir genießen durchaus dieses Im-Schwebezustand-durch-die-Höhle-Gleiten oder den Anblick neuer, tropfsteingefüllter Passagen.

Aber wir schenken unsere Aufmerksamkeit nicht nur der Technik, sondern vor allem der geologischen und hydrologischen Beschaffenheit dieser Höhle und suchen Wege, ihre Geheimnisse zu entlocken. Somit ist die Technik nur das Mittel zum Zweck.

Belastungen beim Höhlentauchen

Schlägt das Wetter um, treten im Extremfall Luftdruckschwankungen von 100 Millibar auf. Für wetterfühlige Menschen ein Grund mit Migräne im Bett zu liegen. Beim Tauchen im Blautopf ist der Taucher einem Druck von weit über 5.000 Millibar ausgesetzt, mit den entsprechenden physiologischen Folgen auf seinen Körper und speziell auf sein Gehirn. Der in der normalen Atemluft enthaltene Stickstoff reichert sich im Körper an und wirkt bei längerer Tauchzeit oder großer Tiefe zunehmend narkotisierend. Konzentration, Wahrnehmung und logisches Denken nehmen ab, die Sorge, die Kontrolle über sein Bewusstsein zu verlieren, steigt an. Nur Routine und langjährige Erfahrung im Höhlentauchen verhindern Schlimmeres. Eine absolute Garantie gibt es nicht. Um der Narkose entgegen zu wirken, wird im Atemgas ein großer Teil des Stickstoffs durch Helium ersetzt. Es entsteht ein synthetisches Gas aus Sauerstoff, Helium und einem Rest von Stickstoff, das so genannte Trimix. Meist benutzt der Taucher im Blautopf drei verschiedene synthetische Gasgemische: Ein Gas für die tiefen Bereiche, eines für mittlere Tiefen und Reinsauerstoff zur Verwendung im Flachwasser zur schnelleren Dekompression nach dem Tauchgang. Die Gasgemische werden in zusätzlichen Pressluftflaschen seitlich am Körper mitgeführt. Für eine bessere Schwimmlage sind die Flaschen aus Aluminium.

Vorgegeben durch das Höhlenprofil im Blautopf steigt der Taucher permanent auf und wieder ab. Er führt sogenannte Multilevel-Tauchgänge durch: eine Aneinanderreihung von mehreren Tauchgängen gleichzeitig. Durch das ständige Auf und Ab, die Länge des Tauchgangs und die Tiefen reichert der Taucher erhebliche Mengen unerwünschter, gelöster Gase in seinem Körper an. Ein sofortiges Auftauchen würde dazu führen, dass Gasblasen in seinem Blut ausperlen. Durchblutungsstörungen und Lähmungen wären die Folgen. Deshalb steigt der Taucher nach seinem Tauchgang im Blautopf nur langsam nach oben. Er hält in verschiedenen Tiefen eine Wartezeit ein, um Stück für Stück die im Körper angereicherten Gase wieder abzuatmen bevor sie ausperlen: er dekomprimiert.

Aufgrund des hohen Gewichts des mitgeführten Materials (bis über 120 kg durch Zusatzflaschen und Unterwasserfahrgeräte) legt der Taucher einen Teil seiner Ausrüstung erst an, wenn er im Wasser schwebt. Sind alle Systeme angebracht und überprüft, dann betritt er eine andere Welt.

Der Tastsinn ist durch die dicken Handschuhe stark eingeschränkt, der Geruchssinn fehlt ganz, die Bewegungsfreiheit ist durch die vielen Systeme begrenzt und die Kälte ist überall zu spüren, besonders im Gesicht.

Beim Abtauchen übergibt er seine freie Atmung an ein System und taucht hinab in die Enge und Dunkelheit, die er nur eingeschränkt durch das reduzierte Sichtfeld seiner Maske im Schein seiner Lampe wahrnimmt. Eine unwirkliche und lebensfeindliche Situation.

Durchtaucht der Taucher die Düse und fährt in die Höhle ein, dann weiß er, dass er ab jetzt keine Hilfe mehr erwarten kann. Er ist vollständig von seiner Vorbereitung, der mitgeführten Technik und seinem Können abhängig. Auch wenn die Tauchgänge oft in Teams gemacht werden, ist er bei der Enge und schnell eintrübender Sicht bei auftretenden Problemen oft auf sich allein gestellt.

Aber besonders aufgrund höchster Sicherheitsstandards, einer Auswahl psychisch stabiler Taucher, gewissenhafter Vorbereitung, Erfahrung und guter Ausbildung ist es der ARGE Blautopf gelungen in 15 Jahren Blautopfforschung und weit mehr als 1000 Tauchgängen unfallfrei zu bleiben.

 

Tauchtechnik zum Höhlentauchen

Gute Ausbildung, Erfahrung und körperliche Fitness bilden den Grundstein zum sicheren Höhlentauchen.

Alle überlebenswichtigen Systeme sind je nach Gewichtung 2-fach bis 3-fach ausgelegt. Fällt das Hauptlicht aus, hat der Taucher vier weitere Notlichter dabei, die für mehrere 100 Stunden Licht spenden. Fällt das Atemgerät aus, hat er ein Rettungssystem, welches ihn sicher nach Draußen bringt. Fällt auch dieses aus, so hat er Notflaschendepots in der Höhle (4 Stück), die es ihm ermöglichen, eine sichere Auftauchstelle zu erreichen.

Fällt ein Scooter aus, so hat er einen 2ten Scooter. Fällt auch dieser aus, sind die Rettungssysteme so ausgelegt, dass er schwimmend den Ausgang erreichen kann.Und hat der Anzug ein Leck, ist das nicht ganz so tragisch, weil die Isolatoren so ausgelegt sind, dass sie auch im nassen Zustand noch überlebensfähig isolieren.

 

Der Trockentauchanzug

Der Trockentauchanzug ist eine wasserdichte Hülle mit einem wasser- und gasdichten Reißverschluss, an den Armen und am Hals mit Latexmanschetten abgedichtet. Als Material kommt ein Trilaminat oder ein dünnes hochkomprimiertes Neopren in Frage. Die Isolation kommt ausschließlich von den Unterziehern aus 2-3 Lagen einer synthetischen Hohlfaser. Die Unterzieher schützen auch im nassen Zustand vor Auskühlung (haben noch 50% ihrer Isolationseigenschaften). Zusätzlich wird das Anzuggas Argon in den Anzug eingeströmt, zum einen um Volumenänderung auszugleichen, zum andern als zusätzlicher Isolator, da Argon ca. 2,5fach besser isoliert als Luft. Optional, bei langen Tauchgängen, bei denen der Taucher das Wasser nicht verlässt, kann eine Heizweste zugeschaltet werden. Außerdem kann durch Urinalkondome und einem Ventilsystem unter Wasser uriniert werden, was gerade bei sehr langen Tauchgängen nicht zu unterschätzen ist.

 

Die Tauchgeräte

Neben den Presslufttauchgeräten, die bei unseren Tauchgängen allerdings nicht mit gepresster Luft, sondern dem Trimix, einem synthetischen Gas aus Sauerstoff, Helium und Stickstoff, gefüllt sind, verwenden die Taucher der ARGE Blautopf vor allem Kreislauftauchgeräte (engl. Reabreather). Sie sind sehr sparsam im Gasverbrauch (darüber weiter unten mehr), machen wesentlich weniger Blasen, was dem schnellen Eintrüben der Höhle entgegenwirkt (Sedimentablagerungen in den Deckenspalten) und produzieren als „Abfallprodukt“ Feuchtigkeit und Wärme in der Atemluft welche gegen Auskühlung und Dehydration (innere Austrocknung) wirkt. Dies zusammen wirkt sich positiv auf die Dekompression aus. Obendrein sind diese Geräte auch noch sehr leise.

 

Funktionsprinzip eines Presslufttauchgeräts:

Das Presslufttauchgerät wird auch offenes System genannt, da das eingeatmete Gas beim Ausatmen ins freie Wasser abgegeben wird. Dafür wird der Flaschendruck von 200-300 bar in zwei Stufen auf den Umgebungsdruck reduziert. Diese Technik ist sehr weit verbreitet und kostengünstig. Diese Geräte sind technisch sehr ausgereift, robust, zuverlässig, preiswert und werden in großen Stückzahlen gefertigt. Allerdings gehen sie sehr verschwenderisch mit dem für das Überleben so wertvolle Gas um, sind laut und lösen durch das ausgeatmete Atemgas sehr viel Sediment von den Deckenspalten, was zur schnellen Sichteintrübung führen kann. Innerhalb der ARGE Blautopfwerden sie meist nur für kurze Tauchgänge eingesetzt, bis ca. 300-400 m in die Höhle hinein. Für lange Tauchgänge sind diese Geräte zu groß, unhandlich und zu schwer.

 

Funktionsprinzip eines Kreislauftauchgeräts:

Dieses Prinzip arbeitet verbrauchte Atemluft auf und verwendet sie wieder. Die ARGE Blautopf setzt seit über sechs Jahren selbst entwickelte Kreislaufsysteme ein, um den hohen Anforderungen der Höhle gerecht zu werden und um den Nachteilen der offenen Systeme entgegenzuwirken, bei denen das Atemgas ins Wasser abgegeben wird.

Bei dem selbst entwickelten System wird das ausgeatmete Gas wieder aufbereitet. Dies wird realisiert, indem der Taucher in eine Gegenlunge ausatmet, in der dann der verbrauchte Sauerstoff ersetzt wird. Von dort wird das Gas wieder eingeatmet. Auf dem Weg zur Einatemseite des Mundstücks durchströmt es einen Kalkbehälter, in dem das abgeatmete, toxisch wirkende CO2 gebunden wird.

Dieses Funktionsprinzip stammt noch aus dem 1900 Jahrhundert. Auch Hans Hass hat solche so genannten Sauerstoff-Kreislaufgeräte anfangs eingesetzt und sie werden heute noch in genau diesem Funktionsprinzip als U-Bootretter, Bergwerksretter oder als Tauchgerät im Militär eingesetzt.

 

Halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte

Halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte (Semiclosed-Rebreather = SCR) fanden schon Verwendung lange bevor Cousteau und Gagnan die Aqualunge (das offene Presslufttauchgerät) entwickelten. Wie bei allen Kreislauftauchgeräten wird das CO2 durch Atemkalk gebunden, der Unterschied liegt darin wie das Gas zudosiert wird: durch Active oder Passive Flow.

• Activer Flow: Ein konstanter Mischgas-Massenfluss wird eingesetzt und stellt sicher, dass der Taucher genug Sauerstoff erhält. Eine sichere Menge Nitrox oder Trimix wird ständig zudosiert, unabhängig von Tiefe und Atemarbeit. Was im Kreislauf zu viel ist, wird durch ein Überdruckventil abgegeben. Daher blubbern diese Geräte ständig ein wenig und der Sauerstoffgehalt kann je nach Atemarbeit stark und unkontrolliert schwanken.

• Passiver Flow: Die Menge des zudosierten Gases hängt davon ab, wieviel der Taucher atmet.

Halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte vom Typ Passive Flow blubbern weniger als der Active-Flow-Typ. Bei den Geräten vom Typ Passive Variable Ratio - Based Addition SemiClosed (PVR-BASC), die die ARGE Blautopf verwendet, wird die Zufuhr des Gases durch das respiratorische Atem-Minuten-Volumen (RMV) und die Tauchtiefe gesteuert: Pro geatmetem Volumen (Liter) wechselt eine konstante Gasmenge (bar*l).

Vereinfacht ausgedrückt: Je nach Einstellung des Geräts wird 1/7 – 1/13 des ausgeatmeten Gases ausgestoßen und beim Einatmen durch frisches, vorgemischtes Gas ersetzt. Somit ist es 7-13 x effizienter als ein offenes Presslufttauchgerät. Die Steuerung und Zudosierung erfolgt mechanisch, alleine durch die Atemarbeit. Es existiert keine Elektronik, die ausfallen kann.

Die ARGE Blautopf setzt genau diese Geräte (RECY01, TRILOBIT) ein, da sie im Gegensatz zu den Active-Flow-Geräten eine taktile und akustische Rückmeldung haben und so zu der sichersten Kreislauftauchgeräteklasse gehören. Die Geräte werden nur in Kleinserien gebaut, das RECY01 von Dr. Markus Schafheutle und das TRILOBIT von Michael Kühn. Beide sind nicht im freien Handel erhältlich.

 

Wesentliche Funktionen des PVR-BASC

In folgender Beschreibung wird unser Gerätetyp, der PVR-BASC, mit seinen wesentlichen Funktionen erläutert:

1. Gegenlunge

Zunächst benötigt der Taucher ein elastisches Behältnis in Form eines Balges das sein ausgeatmetes Gas aufnimmt und aus dem er zurückatmen kann - die Gegenlunge. Gegenlunge und Atemschlauch bilden ein geschlossenes System.

Ein solches System zu Atmen wäre nach wenigen Atemzügen tödlich, denn der lebensnotwendige Sauerstoff (O2) würde mehr und mehr verbraucht werden und das toxische Kohlendioxid (CO2) als Verbrennungsprodukt unseres Stoffwechsels würde sich anreichern.

 

2. Atemkalk

Um das toxisch wirkende Kohlendioxid zu eliminieren, wird es mit luftdurchlässigem Atemkalk (Kaliumhydroxid) chemisch gebunden. Die gesamte Atemluft wird mit Ventilen am Mundstück durch den Atemkalkbehälter zwangsgeführt - ein Atemluftkreislauf entsteht.

Auch dieses Atemgas wäre noch immer tödlich, da es nach wenigen Atemzügen zu wenig vom lebensnotwendigen Sauerstoff enthält.

 

3. Frische Atemluft

Es ist also notwendig, frischen Sauerstoff ins System einzuspeisen. Da aber durch das Einspeisen das Volumen immer mehr ansteigen würde, wird pro Atemzug ein kleiner Teil der Atemluft (z.B. 1/10) im kleinen Auswurfbalg ausgeworfen. Dieser Teil wird dann durch das Dazudosieren von frischem, sauerstoffreichem Gas ausgeglichen. Erst jetzt besitzt das System die lebensnotwendigen Grundfunktionen.

 

4. Vorteile

Effizienz! Da die verbrauchte Atemluft aufbereitet, wieder verwendet und nur 1/10 des Atemgases ausgeworfen wird, sind diese Geräte sehr ökonomisch. Mit einer Pressluftflasche, gefüllt mit Atemgas, können die Tauchzeiten verzehnfacht werden. Anstatt 10 (!) normalen Pressluftflaschen führt der Taucher ein Kreislauf-Tauchgerät mit einer einzigen Pressluftflasche mit.

Da dieselbe Atemluft wiederverwendet wird, ist sie warm und feucht, dies reduziert gefährliche Auskühlung und Flüssigkeitsverlust beim Taucher. Tauchzeiten bis 15 Stunden bei gleichzeitig beherrschbarem Gerätegewicht sind möglich. Die Blasenentwicklung ist sehr gering und vernachlässigbar. Nicht zuletzt ist die Geräuschentwicklung minimal, was bei langen Tauchgängen als sehr angenehm empfunden wird.

5. Risiken

Atemkalk bildet bei Kontakt mit Wasser ätzende Lösungen (Kalilauge). Dies, anstatt des Atemgases einzuatmen, führt zu starken Verätzungen der Schleimhäute und Lungen. Leckagen im System sind daher unbedingt zu vermeiden. Unser Gerät ist jedoch so konstruiert, dass das Auswurfsystem wie eine manuelle Leckagepumpe wirkt, die bei jedem Atemzug das System lenzt.

Beim Auftauchen dehnt sich die Luft im System permanent aus und wird nicht durch zudosierte Frischluft ersetzt. Um nicht zu wenig Sauerstoff im Kreislauf zu haben, darf der Taucher nicht vergessen beim Aufstieg zusätzlich Atemgas durch die Nase aus dem System entweichen zu lassen, damit wieder frisches, sauerstoffreiches Atemgas zudosiert wird.

Kreislauf-Tauchgeräte werden nur in geringsten Stückzahlen gefertigt und beinhalten zahlreiche sensible Teile. Da ein Auftauchen in Höhlen nicht zu jedem Zeitpunkt möglich ist, wird jeder Taucher zu seiner Lebensversicherung sein Gerät peinlichst genau warten und pflegen. Sollte dennoch ein Gerät versagen, wird immer ein zweites, unabhängiges System mitgeführt, auf das im Notfall gewechselt wird.

 

Vollgeschlossenen Kreislauftauchgeräte

Der Vollständigkeit halber seien hier auch noch die vollgeschlossenen Kreislauftauchgeräte erwähnt. Diese werden jedoch voll elektronisch gesteuert. Sensorik als auch Elektronik sind äußerst sensibel gegen Feuchtigkeit und scheiden für die ARGE Blautopf somit aus.

 

Und noch mehr Technik - nicht so viel als möglich sondern nur so viel wie nötig…

 

Die Atemgase - auf die richtige Mischung kommt es an.

Da Sauerstoff unter hohem Druck zunehmend giftig wird, muss der Taucher die Sauerstoffkonzentration in seiner Pressluftflasche vor dem Tauchgang genau berechnen: Nicht zu viel, damit die Atemluft nicht giftig wird, nicht zu wenig, damit das Atemgas noch genügend Sauerstoff für die angestrebte Tiefe enthält.

Auch wird ein großes Augenmerk auf den narkotischen Stickstoff gerichtet und dieser so angeglichen, dass es keine narkotischen Auswirkungen auf den Taucher hat. Aus diesem Grund hat er für verschiedene Tiefen angepasste Atemgemische dabei, welche beim Erreichen oder Verlassen der Tiefe umgekuppelt werden müssen.

 

 

Licht - Lebensnotwendig !

Ohne Licht ist kein Überleben möglich. In einer Höhle ist es so dunkel, dass selbst Nachtsichtgeräte kläglich versagen. Jede Lichtquelle muss mitgenommen werden. Zum Einsatz kommen Tanklampen bei welchem der Akkutank von der eigentlichen Lampe getrennt ist. Damit ist die Lampe sehr leicht und sie ist bequem auf dem Handrücken zu tragen. Dennoch bietet sie Dank HID Technik und großem Akkutank für 15 Stunden Licht. Und das in einer Stärke, wie wir sie von einem 55W Autoscheinwerfer kennen.

Die Lampenköpfe sind unter Wasser auswechselbar. Außerdem führt der Taucher vier LED Lampen als Ersatzleuchten mit sich, die ihm zusätzlich mehr als 100 Stunden Brenndauer mit einer Stärke einer 7W Halogenlampe bieten.

 

 

Das Tariersystem - um zu schweben wie ein Vogel.

Ein unscheinbares aber sehr wichtiges Ausrüstungsstück. Es sitzt zwischen dem Rückengerät und der Bänderung. Es hat die Aufgabe, den ganzen Taucher mit seinem Gerät schwerelos zu trimmen.

Auch Gas hat ein Gewicht, so sind z.B. in nur einer seitlich mitgeführten 10-Liter-Aluflasche ca. 2000 Liter Atemgas enthalten. Je nach Gaszusammensetzung haben diese 2000 Liter ein Gewicht von 1000 - 1200 g. Atmet man nun während des Tauchgangs die Hälfte ab, so bekommt der Taucher einen Auftrieb von 500 - 600 g. Für eine im hydrostatischen Gleichgewicht befindliche Ausrüstung samt Taucher eine kleine Katastrophe. Um dieses auszugleichen, können wir das Tariersystem bei Bedarf mit Luft füllen oder Luft ablassen. So kann der Taucher unabhängig von Tiefe und „Zuladung“ seinen Schwebezustand erhalten.

 

 

Der Scooter - nicht weil wir faul sind !

Der Scooter gleicht einem Minitorpedo, an welchem sich der Taucher durchs Wasser ziehen lässt. Nicht selbst mit Muskelkraft schwimmen zu müssen hat viele physiologische Vorteile. Weniger Anstrengung bedeutet ruhigere Atmung und dies wiederum heißt wegen des geringeren Gasdurchsatz in den Lungen: geringere Auskühlung, weniger Inertgasaufnahme damit weniger Dekompression, geringere Dehydration und auch Kraftersparnis der Atemmuskulatur. Natürlich wird dadurch auch eine Schonung der Gelenke erreicht, die beim Arbeiten unter Druck größerer Reibung unterliegen, wodurch mit Langzeitschäden zu rechnen wäre.

Ein Scooter ist im Grunde einfach aufgebaut: ein Elektromotor mit Akku-Gehäuse und Schraube. Aber erst, wenn alles optimal aufeinander abgestimmt ist, ist er für das Tauchen brauchbar. Da auch der Scooter zu den überlebenswichtigen Ausrüstungsgegenständen bei langen Vorstößen gehört, haben die Taucher ihn doppelt dabei und legen hohen Wert auf Robustheit, damit er auch sorglos den einen oder anderen Stoß verkraften kann. Seine Geschwindigkeit von 45 m/min können in der Blautopfhöhle nicht immer genutzt werden, aber immerhin sind wir durch ihn in 35 - 40 Minuten im Mörikedom. Seine Reichweite ist je nach verwendeter Energiequelle 120 - 240 Minuten, das ergibt eine Reichweite von 4,5 bis 9 Kilometern! Stabilität hat seinen Preis: Mit 45 Kilogramm ist er einer der schwersten Ausrüstungsgegenstände, die wir dabei haben. Im Wasser jedoch ist er so getrimmt, dass er nur noch wenige Gramm wiegt.

 

Die Leine - Der Weg zurück.

Ein erfolgreich durchgeführter Forschungstauchgang ist erst beendet, wenn alle wieder wohlbehalten aus dem Wasser sind!

Um den Ausgang sicher wiederzufinden, erstreckt sich durch die gesamte bisher betauchte Blauhöhle eine Führungsleine, die als Ariadne-Faden den Weg zurück zum Ausgang weist. Da diese Leine die Lebensversicherung eines jeden Höhlentauchers ist, ist auf diese Führungsleine besonderes Augenmerk gerichtet. Sie ist stramm geführt und darf auf keinen Fall in Spalten liegen oder in Spalten hineinrutschen können. Jede Beschädigung wird vom Taucher sofort repariert. Richtungsmarkierungen zeigen immer den Ausgang. Um immer wieder an die vorhandene Vermessung anschließen zu können, werden Vermessungspunkte festgelegt: 3 - 5 mm dicke, 50 x 50 mm große PVC-Platten werden mit einem Gummi (8 mm breite Streifen aus Autoschlauch geschnitten) an der Leine befestigt und festgezogen. Auf den Platten ist der Vermessungspunkt vermerkt (z. B. 47). So weiß jeder Taucher, wo er sich in der Höhle befindet.