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Nitrox- Fortbildung für Einsatztaucher und Signalmänner

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Nitrox- Fortbildung für Einsatztaucher und Signalmänner - PowerPoint PPT Presentation


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Nitrox- Fortbildung für Einsatztaucher und Signalmänner. Inhalt. Folie 2. Folie 2. Was ist Nitrox? Voraussetzungen in der DLRG für Nitrox-Ausbildung Historie Rechtliches Nitrox- und Mischgastauchen Physik Physiologie Tauchgangsplanung Füllmethoden Praxis - Ausrüstung

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Presentation Transcript
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Inhalt

Folie 2

Folie 2

  • Was ist Nitrox?
  • Voraussetzungen in der DLRG für Nitrox-Ausbildung
  • Historie
  • Rechtliches
  • Nitrox- und Mischgastauchen
  • Physik
  • Physiologie
  • Tauchgangsplanung
  • Füllmethoden
  • Praxis - Ausrüstung
  • Praxis - O2-Messung, Umgang mit Nitrox
was ist nitrox
Was ist Nitrox?

Nitrogen und Oxygen

Stickstoff (N2) Sauerstoff (O2)

  • In der Praxis haben diese Gasgemische einen höheren Sauerstoffanteil und einen entsprechend niedrigeren Stickstoffanteil als die „normale“ Atemluft.
  • Rein technisch kann jede gewünschte Mischung hergestellt werden.

Folie 3

Folie 3

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Achtung!

Sauerstoff wirkt als fördernd für Brände oder Explosionen!!!

Darum ist extrem darauf zu achten, dass in der Nähe der Abfüllung und des Zusammenbaus von entsprechenden Gerätschaften sowie der Sauerstoffmessung kein Funkenflug, kein offenes Feuer betrieben wird und sich keine Raucher aufhalten.

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Die Teilnehmer müssen über folgende Vorkenntnisse verfügen:

Ausbildungsvoraussetzungen

Folie 5

Folie 5

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GUV-R 2101: Nitrox darf den Varianten EAN 32 und EAN 36 von „erfahrenen Tauchern“ eingesetzt werden (Punkt 5.4.5)

Dabei muss der jeweilige Signalmann ebenfalls eine Nitrox-Ausbildung vorweisen.

In der GUV wird inhaltlich auf die Tauchsportorganisationen verwiesen – die vorliegende Ausbildung orientiert sich an den Vorgaben von und

Ausbildungsvoraussetzungen

Folie 6

Folie 6

Folie 6

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Historie

Folie 7

Folie 7

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Rechtliches

Folie 9

Für Gasgemische mit einer Sauerstoffkonzentration > 22% gilt abweichend bzw. ergänzend zur EN 250:

  • Für die mit dem Gas in Berührung kommenden Ausrüstungsteile, gelten spezielle Materialanforderungen.
  • Erhöhte Vorsichtsmaßnahmen beim Abfüllen der Gasgemische.
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Rechtliches

Folie 10

  • Die Atemregler, Instrumente und Tauchflaschen, die für die oben genannten Gasgemische zur Anwendung kommen, müssen zugelassen (Baumusterprüfung) und speziell gereinigt sein.
  • Außerdem darf nur spezielles O-Ring-Material verwendet werden und die Schmierstoffe müssen der Bedingung „sauerstoffkonform“ genügen und entsprechend geprüft sein (BAM-Zulassung).
  • Die Tauchflaschen müssen entsprechend ihres Inhaltes anders als Pressluftflaschen gekennzeichnet sein. Hierzu sind die entsprechenden Richtlinien und Normen zu beachten.
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Normen

Folie 11

  • DIN EN 144-3: Atemschutzgeräte – Gasflaschenventile – Teil 3: Gewindeverbindungen für die Tauchgase Nitrox und Sauerstoff
  • DIN EN ISO 13769, 7225 und DIN EN 1089-3: Kennzeichnung von Gasflaschen:
        • Die Grundlage für die Kennzeichnung ist die BetrSichV, weitere Verordnungen (ADR/GGVSE) beziehen sich auf die Kennzeichnung laut dieser Norm.
        • Nitroxflaschen werden in rein weiß, sowohl am Flaschenhals als auch am Flaschenkörper lackiert.
  • DIN EN 13949: Atemgeräte mit Nitrox-Gasgemisch und Sauerstoff
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Zusammenfassung

Folie 12

  • Die Flasche muss komplett weiß lackiert sein (Körper und Hals).
  • Das Ventil und der Atemregler müssen einen Anschluss und Gewinde mit M26x2 aufweisen.Meist werden diese zur Unterscheidungmit grünen Applikationen geliefert.
  • Die abgefüllten Nitroxgemische müssen einen höheren Reinheitsgrad als Pressluft aufweisen. Atemluft nach EN 12021 ist NICHT sauerstoffrein und führt zur Verunreinigung der Gerätschaften.
  • Die Nutzung von Pressluftarmaturen ist selbst nach Reinigung nicht zulässig, da diese nicht das geforderte Gewinde aufweisen.
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Tauchen mit Gasgemischen – Nitrox

Folie 13

Eine Sammlung der möglichen Bezeichnungen von Nitrox:

  • EANx, das x steht für den O2 – Anteil
  • Safe Air®
  • EnrichedAir
  • NOAA I (32%) und NOAA II (36%) nach Vorgaben der National OceanicAtmospheric Administration
  • EnrichedAir A, B, C, D
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Tauchen mit Gasgemischen – Nitrox

Folie 14

  • Es gibt zwei Standardgemische:
        • Gemische mit 32% Sauerstoff – „Nitrox 32“, „NOAA 1“ oder „EAN32“
        • Gemische mit 36 % Sauerstoff – „Nitrox 36“, „NOAA 2“ oder „EAN36“

Nur diese beiden Gemische sind laut GUV-R 2101 zugelassen.

  • Die normale Atemluft kann man als „EAN 21“ bezeichnen – wenngleich der N2-Anteil nur 78% beträgt, da noch 1% sonstige Gase (vor allem Edelgase) hinzu kommen.
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Vorteile von Nitrox 

Folie 15

Unter Anwendung von Lufttabellen

  • Geringere Aufsättigung mit Stickstoff
  • Geringeres Risiko der Blasenbildung

Unter Anwendung von Nitroxtabellen

  • Längere Nullzeiten
  • Kürzere Dekostopps 
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Vorteile von Nitrox 

Für Rettungsorganisationen eignet sich Nitrox besonders für:

Folie 16

  • Tauchausbilder: diese müssen in der Ausbildung häufig JoJo-TG durchführen.
  • Einsatztaucher bei Suchen nach Verunglückten oder Material: es kommt bei den diversen Suchmethoden zwangsläufig zu häufigem Auf- und Abtauchen (teilweise bis an die Oberfläche).

 In der DLRG wird Nitrox ausschließlich unter Nutzung der Lufttabellen verwendet, zur Gewinnung einer höheren Sicherheit für das Einsatz-personal.

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Vorteile von Nitrox 

Folie 17

  • Unterwasser- Arbeiten
  • Längere Tauchgänge in Tiefen oberhalb 40m
  • Nach einer DCS
  • Bei einem diagnostiziertem PFO, allerdings nur für Sporttaucher. Ein ET mit PFO wird keine Tauchtauglichkeit mehr erhalten.
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Nachteile von Nitrox 

Folie 18

  • Gefahr der O2-Vergiftung bei Nichteinhaltung der Tiefengrenzen
  • Separate Ausrüstung (Flaschen, Ventile, Atemregler) sind notwendig Zusatzkosten
  • Der Umgang mit sauerstoffangereicherten Gasen erfordert zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen, da ein erhöhter O2-Anteil brandfördernd wirken kann.
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Tauchen mit Gasgemischen – Trimix

  • Diese Mischungen werden eingesetzt um
  • tiefer zu tauchen;
  • die Inertgasnarkose zu vermeiden / verringern;
  • die Dekompressionsqualität vor allem bei langen Tauchgängen zu erhöhen.
  • Diese Gase sind NICHT zur Nutzung im Bereich der GUV-R 2101 freigegeben.

Folie 19

Bei Trimix handelt es sich um ein Gemisch aus 3 Gasen, im allgemeinen O2, N2 und Helium.

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Andere Gasgemische

Folie 20

Es gibt weitere, exotischere Gasgemische. Diese dienen speziellen Einsatzzwecken oder werden aus experimentellen Gründen zum Einsatz gebracht. Am bekanntesten sind hierbei Mischungen aus:

  • Heliox: Sauerstoff und Helium
  • Neox: Sauerstoff und Neon
  • Hydreliox: Sauerstoff, Helium und Wasserstoff
  • Hydrox: Wasserstoff und Sauerstoff

Diese Gase sind NICHT zur Nutzung im Bereich der GUV-R 2101

freigegeben.

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Druck und Volumen (Boyle-Mariotte)

Bei gleichbleibender Temperatur steht für eine Gasmenge der Druck im umgekehrten Verhältnis zum Volumen.

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Partialdruck (Dalton)

pges = p1 + p2 + ... + pn =  pi

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O2-Vergiftung

Neurologische Toxizität (Paul-Bert-Effekt)

Pulmonale Toxizität (Lorraine-Smith-Effekt)

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Neurologische Toxizität – Allgemeines

  • Grenzen: Medizinisch im Wasser bei etwa 2 bar. In Druckkammern werden deutlich höhere Partialdrücke „vertragen“ (pO2 von 2,8 bar über 20 min wird ohne Krampfanfälle vertragen).
  • Abhängig von körperlicher Anstrengung, Tagesform, Medikamente, Alkohol.
  • Im Bereich des Tauchens mit erhöhtem Sauerstoffanteil (Nitrox) und des technischen Tauchens (zum Beispiel Trimix auf großer Tiefe) wird aus Sicherheitsgründen je Organisation bei maximalem pO2 zwischen 1,2..1,4 bar getaucht.
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Neurologische Toxizität

0,10 Bewusstlosigkeit

0,12 ernsthafteHypoxie

0,16 leichteHypoxie

0,21 Normoxisch

0,35 NormaleSättigungseinwirkung

0,5 MaximaleSättigungseinwirkung

1,4Grenzwert in der DLRG

1,6 MaximaleGrenze für Notfälle

2,0 USN maximaleArbeitsgrenze

2,8 USN-Tabelle 6 (Druckkammer- therapie)

Koma oder Tod

CNS% Grenze

„Paul Bert Effekt“

KRÄMPFE

(engl. convulsions)

PO2

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Neurologische Toxizität – Abschätzung

Etliche Quellen und Ausbildungsunterlagen führen eine „Aufsättigung“ des ZNS ein – es wird von CNS O2 %, ZNS O2 % oder der CNS-Uhr gesprochen. Hintergrund sind Empfehlungen der NOAA (National Oceanic andAtmospheric Administration) aus den USA. Diese wurden von quasi allen Ausbildungsorganisationen übernommen.

ABER: es gibt für diese „Berechnungen“ keinerlei wissenschaftliche Grundlage, von führenden deutschen Medizinern wird sie in dieser Form angezweifelt. Ausschließlich die Schädigungen der Lunge sind evident.

Darum wird dieser „Berechnung“ in der Ausbildung in der DLRG keine Rechnung getragen.

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Pulmonale Toxizität – Hintergrund

Wenn 100% O2mit einem Partialdruck von mehr als 0,5 bar über eine längere Zeit (Tage) geatmet wird, kommt es zu Lungenschäden:

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Pulmonale Toxizität – Abschätzung

Folgende Daten sind für die Abschätzung notwendig:

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Pulmonale Toxizität – Abschätzung

Die OTU von mehreren TG sind zu addieren, eine „Entsättigung“ wie bei der CNS-Belastung findet nicht statt.

Dabei gelten Grenzen für eintägige und mehrtägige Belastung, die aus der folgenden Tabelle hervorgehen.

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Pulmonale Toxizität – Relevanz

  • Beispielrechnung (Standard-TG): Tiefe 30m, EAN36, 60 Minuten
  • pO2= 0,36*4bar = 1,44 bar
  • Aus der Tabelle bei 1,5 bar folgt 1,78 OTU/min
  • bei 60 Minuten ergibt sich eine OTU-Belastung von 106,8 – weit weg von 850 OTU (Tageshöchstmenge)

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Tiefenrausch – Symptome

Für den Tauchpartner sind meist erst die Symptome der zweiten Stufe erkennbar:

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Tauchgangsberechnung – EAD

Die äquivalente Lufttiefe (Equivalent Air Depth = EAD) ist die Tiefe, die dem Stickstoffgehalt des Atemgasgemisches bei Verwendung normaler Pressluft entsprechen würde.

Durch die Berechnung dieser kann man einen Nitrox-Tauchgang mit Hilfe normaler Lufttabellen berechnen und tauchen.

Diese Vorgehensweise wird im Sporttauchbereich genutzt, um die Tauchgangszeit zu verlängern.

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Tauchgangsberechnung – EAD

Schritt 1: Äquivalenter Luftdruck (Equivalent Air Pressure = EAP)

fN2: Stickstoffanteil [%] des Atemgasgemisches

fN2Luft: Stickstoffanteil der Atemluft (79%)

Schritt 2: Umrechnung EAP in EAD

Diese Tauchtiefe zeigt einem an bei welcher Lufttiefe man die Dekozeiten für dieses Nitroxgemisch in der normalen Lufttabelle ablesen kann.

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Tauchgangsberechnung – EAD

( EAN 40, Tauchtiefe 30m)

f N2 Nitrox = 0,6 ; pamb = 4 bar

0,6

0,79

EAP = * 4 bar = 3, 038 bar

EAP = 3,1 bar (zur sicheren Seite, Aufrunden!)

m

bar

(3,1 -1 bar) * 10 = 21m

EAD = 21m

Bei der Deko 2000 ist das eine Nullzeitverlängerung gegenüber Pressluft von 16 min!!!)

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Tauchgangsberechnung – MOD

Schritt 1: Äquivalenter maximaler Tiefendruck (MOP)

pO2max: Maximal tolerierter Sauerstoffpartialdruck [bar]

fO2Gemisch: Sauerstoffanteil der Atemluft (79%)

Schritt 2: Umrechnung MOP in MOD

Das Ergebnis gibt die maximale Tiefe an, die mit dem gewählten Gemisch noch sicher betaucht werden darf. Diese Grenze ist peinlich genau einzuhalten.

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Tauchgangsberechnung – MOD

(UW- Arbeiten, EAN 32)

pp O2 max= 1,4 bar

1,4 bar

0,32

= 4,375 bar

MOP = 4,375 bar (zur sicheren Seite, Abrunden!)

m

bar

(4,3 bar -1 bar) * 10 = 33 m

MOD = 33 m

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Tauchgangsberechnung – Best Mix

Der Best-Mix ist das Atemgasgemisch, dass am besten für eine gewünschte Tauchtiefe bei vorgegebenen maximal toleriertem Sauerstoffpartialdruck geeignet ist.

pO2max: Maximal tolerierter Sauerstoffpartialdruck [bar]

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Tauchgangsberechnung – Best Mix

MOD = 15 m

( )+ 1bar = 2,5 bar

15 m

10

m

bar

MOP = 2,5 bar, pp O2 max= 1,4 bar

1,4 bar

2,5 bar

= 0,56

Best Mix = 56 % O2 EAN 56

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pg

:

:

pT

x

fg

Tauchgangsberechnung – Eselsbrücke

Ein Hilfsmittel für die Umrechnung der einzelnen Größen ist das sogenannte „T im Kreis“:

pT: Totaler Umgebungsdruck auf der jeweiligen Tiefe in bar

pg: Anteiliger Gasdruck auf der jeweiligen Tiefe in bar

fg: Anteil des Gases in % (Fraction)

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Merksatz für die Sicherheit

Bei Berechnungen mit Sauerstoff wird

Abgerundet!

Bei Berechnungen mit Stickstoff wird

Aufgerundet!

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Füllmethoden

Folie 56

Membranverfahren / DNAx-Verfahren

Partialdruckverfahren

Beimischverfahren oder „Continuous Flow-Methode“

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Membranverfahren /DNAx - Prinzip

Folie 57

  • DNAx (engl.): „der Luft N2 entziehen“ (Denitrogenated Air), das x steht für den O2-Gehalt des erhaltenen Gases.
  • Von einem kleinen Kompressor wird Atemluft mit 10 bar durch ein Bündel von Membranfasern geleitet.
  • Anschließend wird das erhaltene mit O2 angereicherte (oder N2 reduzierte) Gasgemisch durch einen O2-tauglichen Kompressor auf den gewünschten Druck komprimiert.
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Membranverfahren /DNAx - Prinzip

Folie 58

  • Der große Vorteil dieses Verfahrens ist, dass nicht mit reinem Sauerstoff hantiert werden muss und keine reinen Gase verwendet werden müssen.
  • Das Verfahren ist besonders für Basen auf Inseln und Boote geeignet, bei denen reine Gase nicht verfügbar oder aus Platz- bzw. Sicherheitsgründen nicht mitgeführt werden können.
  • Nachteilig ist, dass nur Nitrox mit niedrigem O2-Gehalt produziert werden kann.
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Partialdruckmethode – Prinzip

Folie 59

  • Reiner Sauerstoff wird bis zu einem zuvor berechneten Gesamtdruck in die Gasflasche eingefüllt.
  • Die mit O2 vorgefüllte Flasche wird dann mit einem Atemluftkompressor unter Verwendung von speziellen Vorfiltern – zwingend ausgerüstet mit Rückschlagventil – auf den Enddruck aufgefüllt.
  • Bei dieser Füllmethode wird meist mit Überströmen aus einer Sauerstoff-Speicherflasche mit bis zu 300 bar gearbeitet. Das ist der gefährlichste Schritt der Prozedur.
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Partialdruckmethode – Achtung!!

Folie 60

Alle angeschlossenen Gerätschaften wie Manometer, Überströmschläuche, Adapter und Atemgasflaschen kommen mit reinem O2 unter Hochdruck in Berührung.

 Es muss darauf geachtet werden, dass ausschließlich für atembaren Sauerstoff zugelassene Apparaturen verwendet werden und die Sicherheitsvorschriften im Umgang mit reinem Sauerstoff unter Hochdruck beachtet werden!!!

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Beimischverfahren / Continuous Flow

Folie 61

  • In den Ansaugstrom eines O2-tauglichen Kompressors wird eine zuvor berechnete Menge reinen Sauerstoffs eingeleitet.
  • Die Mischung aus Luft und O2 wird mit dem Kompressor auf den gewünschten Druck gebracht.
  • Der Hauptvorteil dieser Methode liegt darin, dass kein reiner O2 unter Hochdruck verwendet werden muss.
  • Der Nachteil ist, dass ein sehr hohen apparativen Aufwand und O2-kompatible Kompressoren notwendig ist.
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Dokumentation und Kennzeichnung

Folie 62

Füllstation

Es muss ein Füllbuch vorhanden sein. In diesem werden festgehalten:

  • Flaschennummer
  • Fülldruck
  • Fülldatum
  • Sauerstoffanteil und gegebenenfalls die Anteile anderer Gase
  • Name und Unterschrift des Tauchers, der die empfangene Flasche zur eigenen Benutzung analysiert hat. 
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Dokumentation und Kennzeichnung

Folie 63

Flasche

Mindestangaben entweder auf einem Schild oder einem Aufkleber:

  • Höhe des Sauerstoffanteils in %
  • MOD in Metern
  • Eigentümer/ Taucher der Flasche
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Praxis – Allgemeines

O2-kompatibel + O2-rein = O2-tauglich

Folie 65

  • Europa (und insbesondere in der DLRG):Jedes Ausrüstungsteil, das mit mehr als 21% Sauerstoff verwendet wird, muss wie für 100% sauerstofftauglich sein
  • Andere Länder:Jedes Ausrüstungsteil, das mit mehr als 40% Sauerstoff verwendet wird, muss wie für 100% sauerstofftauglich sein
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Praxis – Flasche und Ventil

(Nitroxventil Scubapro / Aqualung)

Folie 66

Für die Verbindung Flasche-Ventil ist ein Gewinde M25x2 vorgesehen – die Bezeichnung ist auf den Abbildungen erkennbar eingeprägt.

Die Flasche muss reinweiß lackiert sein.

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Praxis – Atemregler

(Nitroxatemregler Aqualung Calypso / Scubapro)

Folie 67

Der Atemregler muss das passende Gewinde, in der Regel M26x2 aufweisen und ebenfalls den gängigen Vorschriften entsprechen.

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Praxis – Tauchcomputer

NitroxfähigeTauchcomputer Uwatec Galileo Sol / Uemis SDA

Bei Nutzung eines luftintegrierten Tauchcomputers muss der Sender oder Hochdruckschlauch ebenfalls den Vorgaben zur Sauerstoffreinheit und –freigabe entsprechen.

Folie 69

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Praxis – Tariergas

Folie 70

  • Nach aktueller europäischer Rechtslage müssen sämtliche Komponenten, die mit sauerstoffangereichertem Gas in Berührung kommen, sauerstoffrein sein.
  • Das heißt, sowohl der Mitteldruckschlauch, als auch der Faltenschlauch und das gesamte Jacket beziehungsweise der Trockentauchanzug müssen sauerstoffrein sein.

DAS IST NICHT PRAKTIKABEL  Darum..

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Praxis – Tariergas

Folie 71

  • .. darf das Atemgas NICHT als Tariergas verwendet werden.
  • Für die Tarierung greift man auf eine Ponyflasche zurück, die wahlweise mit normaler Pressluft (billig) oder bei Trockentauch-anzügen mit Argon (theoretisch höhere Wärmeisolierung) gefüllt ist.
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Praxis – Vor dem Tauchgang

Folie 72

  • Vor jedem Tauchgang muss der Taucher den Inhalt seiner Atemgasflasche(n) überprüfen.
  • Sauerstoffmessgeräte zeigen einem den Sauerstoffgehalt des Inhalts an – der Taucher muss daraus seine maximale Tauchtiefe bestimmen.
  • Zuerst muss der jeweilige Analysator kalibriert werden, dann wird der Sauerstoffgehalt gemessen.