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SEEMANNSCHAFT & SEGELPRAXIS BLITZSCHLAG Geballte Ladung &KG5GMWPFGP\YKUEJGP$NKV\WPF &QPPGTIGVGKNVFWTEJFTGKGTIGDGP FKG'PVHGTPWPIGKPGU)GYKVVGTU &QEJYCURCUUKGTVYGPPGUPWT GKPG5GMWPFGGPVHGTPVKUV! Text: KAI KÖCKERITZ K nisternde, unheimliche Lichter züngeln an den Mastspitzen und in einigen Fällen am Bugspriet empor: Elmsfeuer. Da Seeleute schon immer stark dem Aberglauben verfallen waren, galten diese gespenstischen Lichter als Unglücksboten und YYYUGIGNPOCIC\KPFG kündigten angeblich den nahen Untergang des Schiffes an. Dass dieser Aberglaube durchaus gerechtfertigt war, zeigt die Physik. Bei einem Elmsfeuer handelt es sich um kleine Entladungen zwischen Luft und Bootskörper, die durch einen Potenzialunterschied zwischen beiden Objekten entstehen. Dafür muss die umgebende Luft aber auch stark geladen sein, was nur bei einem aufziehenden Gewitter der Fall ist. Daher besteht bei einem Elmsfeuer auch erhöhte Gefahr eines Blitzeinschlages. Schlug der Blitz dann tatsächlich in ein Schiff ein, konnte eine Katastrophe oft nicht verhindert werden: Masten wurden gespalten, fingen Feuer und setzten im schlimmsten Fall das Schiff in Brand. Für einen effektiven Blitzschutz ist Holz ein denkbar schlechter Werkstoff. Ebenso wie GFK in heutiger Zeit. Dass auch heute noch ein Blitzschlag erhebliche Schäden verursachen kann, zeigt die Geschichte des segeln-Lesers Michael Pullich. Während eines Sommertörns schlug der Blitz in dessen topgepflegten 20er Jollenkreuzer ein und verursachte einen Totalschaden. Um solchem Verlust vorzubeugen, haben wir für Sie zusammengestellt, wie sich ein effektiver Blitzschutz an Bord realisieren lässt. Dass ein nahendes Gewitter aber auch durchaus zu neuen Bekanntschaften führen kann, zeigt die Geschichte von Manfred Pienemann, einem Mitglied des segeln-Leserbeirates, der sich auf der Flucht vor einem Unwetter unverhofft mit zwei Finnen in einem Unterstand wiederfand. &KGQRWUGKP IGDCWVGT,QNNGPMTGW\GT KPXQNNGT(CJTV '+0'4(#*470)5$'4+%*6 Die letzte Fahrt der opus73 'UUQNNVGGKPWPXGTIGUUNKEJGT5QOOGTVÒTPKP5EJYGFGPYGTFGP&QEJGKP)GYKV VGTOCEJVG/KEJCGN2WNNKEJWPFUGKPGT(TCWGKPGP5VTKEJFWTEJFKG4GEJPWPI Text und Fotos: MICHAEL PULLICH (QVQU*KPPGTM9GKNGT9KNHTKGF5EJQOÀMGT A uch im vorigen Jahr sollte es mit unserem 20er Jollenkreuzer wieder nach Schweden gehen. Unser Plan sah vor, möglichst früh zu starten, am 1. Juli in Stockholm anzukommen, am 12. Juli in Sigtuna zu sein und dann so zurückzusegeln, dass wir rechtzeitig zur 20er Meisterschaft Mitte August wieder in unserem Heimatclub in Bad Zwischenahn wären. Doch es sollte alles anders kommen. Nach einigen Tagen schönen Segelns kündigte sich schlechtes Wetter an. In Schweden sendet Stockholm Radio zweimal täglich einen revierbezogenen Küstenwetterbericht und sprach eines Tages von Schauern, einzelnen Gewittern und mäßigen bis frischen Winden aus nördlichen Richtungen. Kein richtiges Sommerwetter, doch wir machten opus73 seeklar. Das Segeln machte auch bei diesem Wetter Spaß. Doch als wir den Bockholmssund erreichten, ging es in harte Arbeit über. Die hochbewaldeten Ufer treten hier auf nur 200 Meter zusammen, der Sund verläuft in OstWest-Richtung, und von dem frischen Nordwind kam unten nichts an. Wir brauchten fast zwei Stunden, bevor wir nördlich des Leuchtfeuers Långhällsudde wieder freies Wasser erreichten. Hier wehte nun Nordwind mit vier Beaufort und entsprechender Welle. Wir liefen Kurs Nordnordwest und über uns hing inzwischen eine geschlossene Wolkendecke, die bisher graue Bewölkung wurde immer schwärzer und bald sahen wir erste Blitze. Wir zogen unser Ölzeug an und schlossen Schotten und Luk. Südlich von uns begann es heftig zu regnen, und in Erwartung einer Gewitterböe reffte ich das Großsegel. Aber es kam anders als erwartet; da wir offensichtlich mitten unter dem Zentrum des Gewitters waren, kam der Wind plötzlich von allen Seiten, so irrwitzig wie ich es noch nie erlebt hatte. Mal regnete es 50 Meter an Backbord, während wir im Trockenen saßen, mal direkt über uns, dann wieder vor dem Schiff oder achteraus. Der Wind wehte nicht stark, aber in seiner Richtung so unvorhersehbar, dass an ein geordnetes Segeln nicht mehr zu denken war. Ich startete den Außenborder und wir bargen das Großsegel. Eine Ankerbucht in circa zwei Seemeilen Entfernung hatten wir uns zum Abwettern bereits ausgeguckt. Kaum war das Groß geborgen, hörte ich einen ohrenbetäubenden Knall. Ich war zunächst wie taub; mein Blick in den Masttopp bestätigte, dass uns ein Blitz erwischt haben musste: der Windex war verschwunden, die Topplaterne geborsten. GPS und elektronischer Windanzeiger waren ausgefallen, ebenso Funk und Mobiltelefon. Es roch verdächtig nach Strom. Meine Frau sah zwar pudelnass, aber – zum Glück – gesund aus und wirkte auch nicht verstört. Auch ich fühlte mich bis auf das heftige Pfeifen im Ohr ganz in Ordnung. Der Motor lief noch und unter Deck war nur die Schalttafel am Mastfuß auseinandergeflogen. Als meine Frau eine halbe Stunde später auf zwei Meter Wassertiefe den Anker ausbrachte, meldete sie von vorne, dass der Steven beschädigt sei – eine gelinde Untertreibung! Der Steven war von oben bis auf den Kiel gespalten, an Steuerbord hatte sich die Beplankung komplett vom Steven gelöst. Ein Blick über Bord zeigte mir, dass der Wasserpass unter der Wasserlinie verschwunden war – das Schiff musste undicht sein. Ich ‚tauchte‘ in die Kajüte, räumte Ausrüstung und Polster beiseite, um an die Handlochdeckel des vorderen Auftriebsraums zu gelangen. Als ich einen öffnete, stand das Wasser direkt unter der Öffnung; schnell wieder zu, um ein weiteres Volllaufen des Bootes zu verhindern. Regelrecht gespalten wurde auch die Carbon-Ruderpinne. Zwei Solarpaneele auf der Heckeindeckung und der dazugehörige Regler waren zerstört, der Batterielader und die Anschlusskabel für GPS, Telefon und Funk hatten den Geist aufgegeben. Merkwürdigerweise waren die daranhängenden Geräte heil geblieben, auch die Bordbatterie hatte den Blitzeinschlag überlebt. Nach (sehr) kurzer Beratung Z YYYUGIGNPOCIC\KPFG SEEMANNSCHAFT & SEGELPRAXIS BLITZSCHLAG S >$NKV\VTCVØDGTFGP5VGXGPWPFFKG$QTFYCPFYKGFGTCWU>JQJGGNGMVTKUEJG9KFGTUVCPFKO *QN\XGTWTUCEJVGGZVTGOG6GORGTCVWTGPs(GWEJVKIMGKVXGTFCORHVGGZRNQUKQPUCTVKI mit unbrauchbaren Vorschlägen wie „mit Tape zukleben“ und ähnlichen abstrusen Ideen entschied ich, Ankerauf zu gehen und das Boot an geeigneter Stelle auf Grund zu setzen. Knapp eine Seemeile von unserem Ankerplatz entfernt fanden wir hinter einer Huk eine Bootsrampe mit seitlichem Steg. Genau richtig. Zum Glück befand sich diese Rampe auch auf dem Festland und nicht auf einer Insel, sodass sich die Möglichkeit bot, das Boot später mit unserem Trailer zu bergen. Wir machten seitlich am Steg fest, nahmen zwei Fender, die wir unter den Bug quetschten, zogen opus73 auf den rollenden Fendern so hoch auf die Rampe, wie es unsere Kräfte gestatteten, und sicherten das Boot mit zwei Leinen vom Bug zu Befestigungspunkten an Land. Nach nur 400 Seemeilen war unser Urlaubstörn zu Ende. Etwas später inspizierten wir unser Boot genauer. In den Stauraum unter meiner Koje an Steuerbord war auch Wasser eingedrungen, der Schlafsack war nass und es waren drei kleine Löcher in der Außenhaut des Rumpfes zu erkennen, die aber jetzt dank des Auflegens etwas über der Wasserlinie lagen. Die Handlochdeckel des vorderen Auftriebsraumes sind nicht hundertprozentig dicht, YYYUGIGNPOCIC\KPFG sodass die vorderen Polster feucht waren. Wir brachten die nassen Sachen auf den Steg und breiteten sie zum Trocknen aus. Rechts und links vom Mastfuß sind kleine Stauräume. An Steuerbord lagerten zehn Saftkartons; jeder hatte durch den Blitz ein kleines Loch bekommen und der Saft suppte langsam in die Bilge. Mit etwas Tape dichteten wir len – schulterte ich meinen Rucksack und nahm den Bus, um unser Trailergespann zu holen. Am nächsten Morgen konnten wir das Boot mit Hilfe eines Treckers an Land ziehen. Erst jetzt erkannten wir das ganze Ausmaß des Blitzschadens: Das Unterwasserschiff hatte an vielen Stellen Löcher durch Blitzaustritte; auch der achtere Widerstand, über Wanten, Stage und Püttinge, abgeleitet. Als Widerstand war jedoch der hölzerne Bootskörper im Weg. Die weitere Blitzableitung geschah deshalb über die metallene Stevenschiene, das Kohlefaser-Ruder und Schwert und – als Besonderheit – über den kupferhaltigen Antifouling-Anstrich, der eine gute Leitfähigkeit zum Wasser herstellte. So sind dann auch deutliche Starkstromüberschläge im Bereich des Stevens, des gesamten Unterwasserschiffes, des Schwertes, der Spiegelabrisskante und des Ruders zu sehen. Bedingt durch den als Isolator wirkenden Bootsrumpf – zwischen gut leitendem Mast und kupferhaltigem Antifouling – kam es sehr wahrscheinlich zu einer Überwärmung des Bootsrumpfes, mit der Folge, dass das Epoxydharz teilweise über seinen Einweichungspunkt von circa 90 Grad Celsius erwärmt wurde und damit seine Klebkraft eingebüßt hat. Die formverleimte Bootsschale wurde dadurch delaminiert. Eine Prüfung der mit Epoxydharz formverleimten Bootsschale an Backbord, Steuerbord und am Heck ergab keinen Zusammenhalt der Furnierschichten. Die Furnierschichten ließen sich in langen Streifen per Hand abziehen. Die Formstabilität ist nicht mehr gewährleistet. “ Das hätte ein sehr trauriges Ende für unsere geliebte opus73 bedeutet. Trotz des verheerenden Gutachtens entschlossen wir uns zu einer umfassenden Reparatur, in der die äußeren vier Furnierschichten komplett abgefräst und neu auflaminiert werden. Die Reparatur ist noch im Gange, es sieht aber vielversprechend aus, dass die alte Struktur wieder hergestellt werden kann. »Die Carbon-Pinne und der Vorsteven waren regelrecht gespalten« die Saftkartons wieder ein. Die an Backbord lagernden Weinflaschen waren hingegen unbeschädigt – zum Glück. Wir lenzten den Doppelboden – keine Pumpe dabei! Also mit dem Zahnputzbecher! – und stellten fest, dass kaum Wasser nachkam. Geschätzt nur ein halber Liter in einer Stunde. Nach einer Nacht mit nur wenig Ruhe – die Gedanken ließen sich nicht abstel- Doppelboden war undicht, der Unterwasseranstrich aus VC17m war an vielen Stellen großflächig verbrannt und am Spiegel war ein Stück Holz weggeflogen. Zu Hause begutachteten ein Bootsbauer und ein Sachverständiger der Versicherung das Boot. Die Zusammenfassung des Sachverständigen ergab: „Die Schäden am Unterwasserschiff des Bootsrumpfes zeigen typische Blitzaustritt- beziehungsweise Eintrittsspuren. Vermutlich erfolgte der Blitzeinschlag in den Masttopp, wurde von dem AluminiumMast gut, weil geringer W -QJNGHCUGTKUV GDGPHCNNUGKPIWVGT GNGMVTKUEJGT.GKVGT $.+6<5%*76< Den Blitz handeln 9GTFGPFGO$NKV\KO5EJKHH DGUVKOOVG$CJPGPCPIGDQVGP NÀUUVUKEJGKP'KPUEJNCICWEJ QJPGITÒ»GTG5EJÀFGPØDGTUVGJGP Text: KAI KÖCKERITZ den meisten Fällen circa 20.000 Ampere, kann aber auch bei etwa zwei Prozent der Einschläge mehr als 100.000 Ampere erreichen. Da die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlages an Bord nicht kontrolliert werden kann, muss ein anderer Weg eingeschlagen werden, um die gewaltigen Stromstärken zu bewältigen, die innerhalb weniger Millisekunden entfacht werden. Blitzschutz bedeutet nämlich, den Blitz unter Kontrolle zu bringen. Diese Vorgehensweise lässt sich auf zwei wesentliche Punkte reduzieren: • Mit einem Blitzfänger den Einschlagpunkt am Mast genau festlegen. Ü PA N TA E N I U S INSIDER NEWS www.hqhh.de Alles richtig gemacht ... GER11153 ber Gewitter und Blitze herrschte seit jeher weit verbreiteter Irrglaube und Desinformation. “Weiden meiden und Buchen suchen!“. Nur einer der vielen – falschen – Merksätze, die als Volksweisheit in die deutsche Sprache gefunden haben. Blitze bevorzugen keine bestimmten Baumarten, sondern höher gelegene, spitz zulaufende Objekte. Dem Segler kann bei einem Blick hoch ins Rigg schon Angst und Bange werden: Wenn es schlecht läuft, ist der Mast bei einem Gewitter das höchste Objekt weit und breit. Noch dazu meist aus einem Werkstoff, der hervorragend elektrische Energie leitet – Aluminium. Der Schluss liegt nahe, dass Masten in einem Gewitter regelrechte Blitzfänger sind. Dennoch sind Berichte über Blitzeinschläge auf Yachten selten und die genauen Abläufe eines Blitzschlages trotz einiger Jahrhunderte Blitzforschung noch nicht hinreichend erforscht. Noch geht man davon aus, dass der genaue Einschlagpunkt dem Zufallsprinzip unterliegt. Erst auf den letzten Metern „sucht“ der Blitz eine günstige Stelle, um sich zu entladen. Eine Yacht auf offener See ist daher auch kein Blitzmagnet, der Blitze aus einigen Kilometern magisch anzieht. Allerdings ist das Risiko, von einem Blitz getroffen zu werden, an Bord wesentlich größer – ganz gleich, ob das Rigg geerdet ist oder nicht. Die unter Seglern verbreitete Annahme, ein isolierter, nicht geerdeter Bootsrumpf sei sicher vor einem Blitzeinschlag, ist daher auch der Kategorie Irrglaube zuzuordnen. Die meisten Blitze toben sich einige Kilometer über dem Masttopp aus und sind Entladungen innerhalb der Wolken. Die Stromstärke eines Blitzes beträgt in • Den Strom anschließend über ausreichend dimensionierte Kabel auf dem einfachsten, schnellsten und damit kürzesten Weg ins Wasser leiten. Der Mast mit Stagen und Wanten bildet das Grundgerüst eines Faradayschen Käfigs – es fehlt nur der Abschluss zur Erde. Bei Stahl- und Aluminiumyachten ist der Käfig sogar bereits vollständig. Eigner einer GFK-Yacht müssen hingegen einen Weg finden, den Strom auf vorgegebenen Bahnen durch den isolierenden Kunststoffrumpf nach außen zu leiten. Erst dann ist der Faradaysche Käfig abgeschlossen, funktionsfähig und die Besatzung vor lebensgefährlichen Über- Z www.pantaenius.de/sturm Die ganze Geschichte online Deutschland · Großbritannien · Monaco · Dänemark · Österreich · Spanien · Schweden · USA Hamburg · Tel. +49-40-37 09 10 · München · Tel. +49-89 99 84 34 20 SEEMANNSCHAFT & SEGELPRAXIS schlägen sicher. Überschläge entstehen, wenn der Blitz sich einen Weg durch das Schiff ‚suchen’ muss. Im ungünstigsten Fall über den Menschen. Verantwortlich ist dafür der sogenannte Potenzialausgleich, der zwischen zwei verschieden geladenen Objekten stattfindet. Die Potenzialunterschiede an und unter Deck sind bei einem nicht geerdeten Schiff gewaltig, und es sind extrem hohe Spannungen erforderlich, um einen Potenzialausgleich zwischen den Objekten zu schaffen. Daher müssen sowohl Mast, Wanten und Stagen als auch Relingsstützen und alle größeren Metallgegenstände durch Leitungen mit einer gemeinsamen Erde verbunden werden. Mit einem Querschnitt von 16 Quadratmillimetern bei Wanten und Stagen und acht bei Relingsstützen sind die Kabel ausreichend dimensioniert, um den Strom sicher zu leiten und einen für den Menschen ungefährlichen Potenzialausgleich im Schiff zu schaffen. Die elektrische Verbindung des Mastes zur Erde sollte mindestens über einen M8- oder besser einen M10Bolzen geschehen. Manche Schiffe verfügen über eine Maststütze aus Edelstahl, die allerdings elektrisch nicht mit dem Mast verbunden ist. Nur die Maststütze zu erden ist daher nicht genug. Erst muss eine Verbindung zwischen Mast und Stütze hergestellt werden. Wenn die Kräfte des Mastes unter Deck durch das Hauptschott aus Holz aufgenommen werden, ist es etwas aufwändiger, den Mast zu erden. In diesem Fall darf man auch nicht der Versuchung erliegen, das Erdungskabel hinter der Deckenverkleidung bis an die Bordwand zu führen, um es an ihr entlang nach unten zu führen. Um menschliche Opfer bei einem Blitzschlag zu vermeiden, müssen optische Opfer gebracht werden: Die Haupterdung muss vom Mast kommend auf direktem Wege nach unten geführt werden – am Hauptschott entlang. Keine Knicke, keine großen Kurven. Bei der Erdung eines Blitzschutzes ist interessanterweise das Fahrtgebiet von entscheidender Bedeutung. Da Salzwasser eine wesentlich bessere Leitfähigkeit besitzt als Süßwasser, ist der Widerstand im Süßwasser, den der elektrische Strom überwinden muss, teilweise hundertmal höher. Durch einen elektrischen Widerstand ( R ) wird eine Spannung ( U ) erzeugt, sobald Strom ( I ) anliegt. In einer Formel ausgedrückt: U= R x I YYYUGIGNPOCIC\KPFG BLITZSCHLAG S #WUTØUVGTDKGVGPGKPGRTQXKUQTKUEJG $NKV\UEJWV\CPNCIGCPFKGDGK$GFCTHCP /CUVWPF9CPVGPCPIGUEJNQUUGPYKTF Dadurch ergeben sich auf Binnenrevieren mit Süßwasser erstaunlich hohe Spannungen, die nur durch eine ausreichend große Erdungsfläche kontrolliert werden können. Vereinfacht dargestellt: • eine kleine Platte mit 0,02 Quadratmetern hat in der Nordsee einen Erdübergangswert von einem Ohm: 20.000 x 1 = 20.000 Volt • dieselbe Platte hat im IJsselmeer einen Erdübergangswert von stolzen 100 Ohm: 20.000 x 100 = 2.000.000 Volt Ist das Schiff nicht ausreichend geerdet, entsteht hohe Spannung – im schlimmsten Fall kann es zu rückwärtigen Überschlägen kommen: Der Blitz schlägt aus dem Wasser zurück in das Schiff. Daher ist gerade in Süßwassergebieten auf eine ausreichende Erdung zu achten! Schiffe mit untergebolzten Metallkielen sind wesentlich einfacher nachzurüsten, da der Kiel als Erde verwendet werden kann. Die einzelnen Leitungen werden in diesem Fall am Kielbolzen zusammengeführt. Schwieriger gestaltet sich das Nachrüsten auf Schiffen mit einem ummantelten Kiel. Am Unterwasserschiff muss eine Kupfer- oder Stahlplatte befestigt werden, die mit den Leitern unter Deck verbunden wird. Ein ausreichendes und komplettes Blitzschutzsystem nachzurüsten, ist eine kosten- und zeitintensive Maßnahme, die an Bord aufgrund der beengten Platzverhältnisse oft nicht zu 100 Prozent möglich ist. Daher ist ein komplettes Blitzschutzsystem oft nur innerhalb eines Totalrefits möglich, in dem der Innenraum zu großen Teilen entkernt wurde. Nur so lassen sich die Leitungen exakt verlegen und die Bordelektronik entsprechend installieren. Auf älteren und kleineren Schiffen können die Kosten schnell an den Zeitwert des Bootes grenzen. Weshalb im Fachhandel behelfsmäßige Blitzschutzanlagen vertrieben werden, die nach einem einfachen, aber auch effektiven Prinzip funktionieren: Am Mast wird ein Kugelkopfbolzen fest installiert. Sobald ein Gewitter aufzieht, wird eine Schraubklemme an ihm befestigt und durch Leitungen und Federklemmen an den Oberwanten befestigt. Auf der Höhe der Oberwanten wird ein Kupfergewebeband mindestens 1,50 Meter in das Wasser gelassen. Der Faradaysche Käfig ist geschlossen und der Blitz wird auf direktem Weg ins Wasser abgeführt. Das Kupfergewebeband erreicht allerdings nicht die erforderliche Erdungsfläche, um Überschläge zu vermeiden. Ein gewisses Restrisiko bleibt bestehen und Vorsicht ist aufgrund des höheren Widerstandes im Süßwasser gerade auf Binnenrevieren geboten. Bei Mörer Schiffselektronik, die seit einigen Jahren eine durch den Verband der Elektrotechnik (VDE) geprüfte Anlage vertreiben, kostet das komplette System für ein 32 Fuß Schiff circa 470 Euro. WEITERFÜHRENDE LITERATUR r'TKEJ9GDGTs$NKV\UEJWV\CP$QTF2TCMVKUEJG#PNGKVWPIGPHØTFGP'KPDCWCWH ;CEJVGP&588GTNCI*CODWTI+5$00WTPQEJCPVKSWCTKUEJ GTJÀNVNKEJ r/KEJCGN*GTTOCPPs$NKV\UEJWV\CWH;CEJVGPRCNUVGM8GTNCI*CODWTI +5$0'WTQ r>#WUUEJWUUHØT$NKV\UEJWV\WPF$NKV\HQTUEJWPI #$$FGU8GTDCPFGUFGT'NGM VTQVGEJPKM 8&'JCVGKPG+PHQTOCVKQPUDTQUEJØTG\WO6JGOC$NKV\UEJWV\CWH;CEJVGP GTUVGNNVWPFDKGVGVFKGUG\WO&QYPNQCFCP9KTJCDGPFKG$TQUEJØTGCWHWPUGTGT 9GDUGKVGHØT5KGXGTNKPMV