Física del Buceo

Física del Buceo

Parte de la Física compuesta por la serie de principios y leyes que determinan los fenómenos físicos ocurridos durante una inmersión.

Aire:

Es una mezcla de gases, incolora, inodora e insípida que constituye la atmósfera que rodea a la Tierra. Está compuesta por:

78,00% de nitrógeno (N2)

21,00% de oxígeno (O2)

01.00% de otros gases, entre ellos; dióxido de carbono (CO2), gases como (argón, vapor de agua, etc.), lo cual resulta el 100% de la mezcla respirable.

Agua:

El agua es un líquido incoloro, inodoro e insípido, está compuesto por 2 partes de hidrógeno y 1 de oxígeno (H2O). Es aproximadamente 800 veces más densa que el aire nivel mar.

También es más pesada. De ahí que presenta 800 veces mayor resistencia dinámica que el aire.

El agua salada a diferencia del agua dulce, contiene gran cantidad de minerales disueltos, los cuales dan mayor densidad, es decir (1,026 veces mayor densidad que el agua dulce).

Densidad:

Es la relación que existe entre el peso (masa) y el volumen de una materia.

m (gramos).

d= v (litros).

El cuerpo humano tiene casi la misma densidad que el agua salada, esa casi equivalencia es la que permite que flotemos con mayor facilidad en el mar.

Los gases, como el aire, son más ligeros en comparación con los líquidos y sólidos; tienen menor número de moléculas para un volumen dado, por lo tanto tienen menor densidad.

Como las moléculas de un gas están más alejadas unas de las otras pueden ser comprimidas más fácilmente que las moléculas de otros materiales.

En un sólido la distancia molecular es mínima, su densidad será mayor, por lo tanto será incompresible. En los líquidos se da la situación intermedia.

El gas se hace menos denso y por lo tanto más liviano.

El aire a nivel del mar, se encuentra más comprimido por todo el aire que tiene encima, por lo tanto su densidad es mayor que la del aire de las grandes altitudes.

Esta es la razón por la cual el avión vuela a mayor velocidad en el aire menos denso de la estratósfera que en el aire más denso a nivel del mar.

Peso específico:

Es la relación entre el peso y el volumen de un cuerpo.

p (g)

P = v (cm3)

Presión:

Es una fuerza aplicada sobre una superficie, en forma equilibrada sobre ella y en todas las direcciones.

Presión atmosférica:

Alrededor de nuestro planeta existe una capa da aire con un espesor estimado en 10.000 m. Este aire tiene un peso aproximado de 1,033 gr. x litro y ejerce dicho peso sobre la superficie de la tierra por lo que se dice que ejerce una presión.

Si pudiéramos construir un recipiente que tuviera l cm/2 de base y una altura de 10 km. veríamos que su base recibe una presión de 1,033 kg. O sea 1 Atmósfera o 760 mm de Hg (mercurio).

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Presión relativa o hidrostática:

Es la fuerza a la cual se encuentra sometido todo cuerpo sumergido, su valor depende de la profundidad y densidad del medio.

Es la presión debida al peso del agua y aumentará aproximadamente 1 kg/cm² o sea una atmósfera cada 10,33m de profundidad

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Ejemplo: Si nos encontramos sumergidos a 10 metros de profundidad la presión relativa será de 1 kg/cm2 o lo que es lo mismo 1 Atmósfera (AT); a 20m, 2 AT o 2 kg/cm2 y así sucesivamente.

Presión Absoluta:

Es la suma de "presión atmosférica" y "presión relativa".

P Absoluta = p. at. + p. rel.

Ejemplificando:

Si nos encontramos a 10m de profundidad la presión absoluta (ATA) será de 2 ATA, a 20 metros de profundidad será de 3 ATA.

Presión Manométrica:

Es la presión de aire que se encuentra dentro de los cilindros de buceo. Se mide como las demás presiones en kg/cm2 o bares o libras/pulgada/2 o ATA.

Principio de Arquímedes: Flotabilidad.

Todo cuerpo total o parcialmente sumergido recibe un empuje vertical de abajo hacia arriba igual al peso del líquido que desaloja".

Sobre el cuerpo sumergido actúan fuerzas normales a su superficie debido a la presión hidrostática, del líquido en cuestión, la resultante de todas esas fuerzas es el Principio de Arquímedes. El empuje (X) está aplicado en el centro de gravedad o centro de empuje oponiéndose a la fuerza ejercida por el peso del cuerpo.

Sumergido un cuerpo en un líquido puede ocurrir que el empuje sea menor, igual o mayor que su peso. Si el X es menor que el peso del cuerpo este se sumerge hasta el fondo, por lo tanto su flotabilidad será negativa.

Si el X es igual al peso, el cuerpo flota en el seno del agua o de la masa líquida, quedando en equilibrio, su flotabilidad es neutra.

Si el X es mayor que el peso, el cuerpo flota en la superficie o sea que emerge parte del mismo hasta que el E de la parte sumergida equilibre al peso, por lo tanto tendrá flotabilidad positiva.

La Ley de Arquímedes dice que “un cuerpo sumergido en agua sufrirá un empuje hacia arriba igual al peso del agua que desaloja”.

Esta ley está en la base de uno de los procedimientos más importantes que deben convertirse en automáticos para el buceador: el cálculo de los equilibrios hidrostáticos entre el cuerpo, el equipo y el peso.

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