Mischgastauchen: Nitrox, Trimix und Heliox

Technischer Taucher mit Doppelgeraet und zwei seitlich angeclippten Stageflaschen in tiefblauem Wasser. — Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Mischgastauchen ist das Tauchen mit einem Atemgas, dessen Zusammensetzung von der natürlichen Luft abweicht. Die DGUV-Information zum Tauchen mit Mischgas fasst es knapp: Mischgas sei „ein Atemgas mit einer von der natürlichen Luft abweichenden Zusammensetzung“. Gebräuchlich sind drei Familien — Nitrox, Trimix und Heliox —, und jede löst ein anderes Problem.

Die drei Gemische

Die genannte DGUV-Information unterscheidet sie über ihre Bestandteile. Nitrox ist ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff, bei dem der zugesetzte Sauerstoff medizinischer Sauerstoff sein muss. Trimix enthält Sauerstoff, Helium und Stickstoff, mit oder ohne Druckluft als Grundlage. Heliox besteht nur aus Sauerstoff und Helium, der Stickstoff fällt ganz weg. Daneben steht die synthetische Luft, ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch mit 21 Prozent Sauerstoff innerhalb einer Toleranz von einem Prozentpunkt.

Reiner Sauerstoff ist in dieser Systematik kein Tauchgas: Die DGUV lässt ihn ausschließlich für die Behandlung einer Dekompressionskrankheit zu.

Warum überhaupt gemischt wird

Jedes der drei Gemische verschiebt ein anderes Problem. Nitrox senkt den Stickstoffanteil und damit die Sättigung des Gewebes — es verlängert die Nullzeit, erlaubt aber wegen des höheren Sauerstoffanteils keine größeren Tiefen, im Gegenteil.

Jenseits dessen, was mit Luft vertretbar ist, kommt Helium ins Spiel, und zwar aus zwei Gründen. Der eine ist der Tiefenrausch: Helium ersetzt einen Teil des Stickstoffs, der die Stickstoffnarkose verursacht. Der andere ist die Gasdichte. Mit der Tiefe wird das Atemgas zäher, die Atemarbeit steigt; Helium ist das leichteste praktisch verwendbare Inertgas und hält sie in Grenzen.

Beides wird erkauft. Helium leitet Wärme besser als Stickstoff, es ist teuer, und es verlangt eine eigene Dekompression. Die DGUV-Information verlangt für heliumhaltiges Atemgas jenseits von 120 Metern sogar, das Gas vor dem Einatmen vorzuwärmen.

Die zwei Grenzen

Jedes Mischgas ist zwischen zwei Grenzen eingespannt, und beide betreffen den Partialdruck des Sauerstoffs.

Nach unten darf er nicht beliebig sinken. Die DGUV setzt die Untergrenze bei 0,16 bar; darunter reicht der Sauerstoff nicht mehr aus. Das ist der Grund, warum heliumreiche Gemische mit sehr wenig Sauerstoff an der Oberfläche nicht atembar sind und nur mit einem zweiten, sauerstoffreicheren Gas für Abstieg und Aufstieg gefahren werden können.

Nach oben begrenzt ihn die Sauerstofftoxizität. Die DGUV nennt als Obergrenze 1,4 bar und staffelt zusätzlich die zulässige Einwirkdauer: 3 Stunden bei 160 kPa, 4 Stunden bei 140 kPa, 5 Stunden bei 120 kPa, 6 Stunden bei 100 kPa und 8 Stunden bei 90 kPa. Aus der Obergrenze folgt für jedes Gemisch eine maximale Einsatztiefe.

Normoxisch und hypoxisch

Im technischen Tauchen hat sich eine Einteilung nach dem Sauerstoffanteil eingebürgert. Normoxisches Trimix enthält so viel Sauerstoff, dass es an der Oberfläche atembar bleibt; hypoxisches Trimix nicht mehr. Wo genau die Linie verläuft, ist nicht einheitlich geregelt. TDI legt sie für seine Kurse bei 21 Prozent Sauerstoff an und rechnet dafür eine Tiefe von 57 Metern, nennt für 18 Prozent 68 Meter und bezeichnet 16 Prozent als in der Tauchgemeinschaft weithin akzeptierte Untergrenze, mit der sich 77 Meter erreichen lassen. Dieselbe Darstellung räumt ausdrücklich ein, dass es verschiedene Definitionen von „normoxisch“ gibt. Wer selbst rechnet, sollte wissen, dass die Verbände die so gewonnenen Tiefen unterschiedlich runden — bei einer Obergrenze ist Abrunden die sichere Richtung.

Was es in der Praxis verlangt

Mischgastauchen ist kein Ausrüstungsdetail, sondern ein eigenes Verfahren. Es verlangt eine Ausbildung, die jedes geführte Gas und jeden Wechsel zwischen ihnen abdeckt, eine Dekompressionsplanung, die mit mehreren Inertgasen umgeht, analysierte und beschriftete Flaschen und eine Disziplin beim Gaswechsel, die keine Verwechslung zulässt. Als Tauchlehrer halte ich die Gasanalyse vor jedem Tauchgang für den Punkt, an dem am wenigsten verhandelt wird: Ein falsch etikettiertes Gemisch ist in der Tiefe nicht mehr zu korrigieren.

Ist Nitrox schon Mischgastauchen?

Nach der Definition ja — Nitrox ist ein Atemgas mit einer von der Luft abweichenden Zusammensetzung. Im Sprachgebrauch vieler Taucher meint „Mischgas“ allerdings erst die heliumhaltigen Gemische, weil Nitrox längst zum Standardangebot jeder Tauchbasis gehört.

Warum kann man hypoxisches Trimix an der Oberfläche nicht atmen?

Weil der Sauerstoffpartialdruck dort zu niedrig liegt. Erst der steigende Umgebungsdruck in der Tiefe hebt ihn in den brauchbaren Bereich. Deshalb wird mit einem sauerstoffreicheren Reisegas abgetaucht und erst in der Tiefe auf das Bodengas gewechselt.

Warum friert man mit Helium stärker?

Helium leitet Wärme besser als Stickstoff. Das betrifft vor allem die Atemwege; bei großen Tiefen verlangt die DGUV-Information deshalb, heliumhaltiges Atemgas jenseits von 120 Metern vorzuwärmen. Für die Anzugfüllung im Trockentauchanzug wird aus demselben Grund kein Helium verwendet.

Quellen

DGUV Information 201-033: Tauchen mit Mischgas (PDF) — Begriffsbestimmungen für Mischgas, Nitrox, Trimix, Heliox und synthetische Luft, die Partialdruckgrenzen 0,16 und 1,4 bar, die Einwirkzeiten und das Vorwärmen heliumhaltiger Gase.
TDI: Trimix 75 m — die Abgrenzung normoxisch gegen hypoxisch und die dort genannten Tiefen für 21, 18 und 16 Prozent Sauerstoff.

Zur Quellenlage: Die DGUV-Information richtet sich an das gewerbliche Tauchen. Ihre Begriffsbestimmungen und Grenzwerte sind deshalb als amtliche Festlegung für Berufstaucher zu lesen, nicht als Standard eines Sporttauchverbandes — die Verbandsstandards des Sporttauchens weichen in Einzelheiten ab. Die Angaben zu den Sauerstoffanteilen normoxischer Gemische stammen aus einer Verbandsveröffentlichung von TDI, die selbst darauf hinweist, dass hierzu keine einheitliche Definition besteht.