La física Del Buceo

El buceo es el acto por medio del cual el hombre se sumerge en cuerpos de agua, ya sea el mar, un

lago o un río, con el fin de desarrollar una actividad deportiva, comercial o de investigación

científica o militar con o sin ayuda de equipos especiales.

El buceo deportivo se practica en dos modalidades: el buceo libre o en apnea y el buceo

autónomo con equipo o con escafandra autónoma, conocido popularmente como Scuba,

El buceo libre o en apnea consiste en realizar inmersiones manteniendo la respiración después de

una profunda inspiración en superficie. Puede practicarse sin ningún equipo especial, Es la forma de

buceo más sencilla y más antigua empleada por el hombre, y aparece en diversas regiones y

culturas para explotar fuentes de alimento (peces, crustáceos y moluscos), recursos útiles (algas,

esponjas, corales) y recursos de valor cultural o económico (perlas).

En el buceo autónomo el buzo utiliza una botella con aire a presión que le permite ir respirando el

aire almacenado, dotándolo de una autonomía considerable. Además del equipo básico y de la

propia botella, se emplea un arnés, un mecanismo de flotabilidad, un regulador (sistema de

válvulas, tubos y boquillas que permiten respirar el aire de la botella), y un sistema de lastre.

Ley de Avogadro

Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la

temperatura y la presión. El volumen del gas es directamente proporcional al número de moles.

Ley de Boyle-Mariotte

Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al

volumen del recipiente, cuando la temperatura y masa son constantes. Cuando la presión se hace

al doble, el volumen disminuye a la mitad.

Ley de Charles-Gay Lussac

A presión y masa constantes el volumen del gas es directamente proporcional a la temperatura, es

decir, si la temperatura aumenta al doble, el volumen del gas también aumentará al doble.

Licuefacción (gases)

Licuefacción o licuación de los gases es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia

pasa del estado gaseoso al líquido, por acción de la temperatura y el aumento de presión, llegando

a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción de la condensación.

AIRE

El ser humano vive sumergido en un mar de aire. Sin él, la vida no sería posible ya que es un recurso

natural indispensable para el desarrollo de la vida en la Tierra. De los gases que lo componen, el

oxígeno resulta imprescindible para el mantenimiento de las funciones vitales del hombre. Por ello,

este elemento no debe faltarle a ningún ser humano, de lo contrario, se vería afectado el buen

desarrollo del individuo.

La Tierra está rodeada por una capa de aire llamada atmósfera, que tiene unos 1000 km. de

espesor. Si la Tierra no tuviese atmósfera, la vida no sería posible.

El aire es un fluido que forma la atmósfera. Esta constituido por una mezcla de gases, vapor de agua

y pequeñas partículas de polvo (hollín, polen, tierra) que se pueden dividir en componentes

constantes y accidentales. Cuando está limpio y seco, es decir puro (en este estado solo se

encuentra a nivel del mar, en zonas alejadas de la actividad humana), contiene componentes

constantes: un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y el 1% restante formado por dióxido de

carbono y otros gases, tales como el argón, el neón, el hidrógeno y el helio. Los componentes

accidentales son aquellos gases y vapores característicos del aire de una determinada localidad:

los óxidos de nitrógeno procedentes de las descargas eléctricas durante las tormentas, el óxido de

carbono procedente de los gases de escape de los motores de combustión interna, etc.

Casi todos los seres vivos dependen del aire: el oxígeno es necesario para respirar y el dióxido de

carbono es empleado por las plantas en la fotosíntesis.

Propiedades del aire

Físicas:

· Es de menor peso que el agua.

· Es de menor densidad que el agua.

· Tiene Volumen indefinido.

· No existe en el vacío.

· Es incoloro, inodoro e insípido.

Químicas:

· Reacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce

corrientes de aire.

· Esta compuesto por varios elementos entre ellos el oxigeno (O2) y el dióxido de carbono

elementos básicos para la vida.

Los gases en el cuerpo humano

El ser humano sano y normal sólo produce un gas: Bióxido de carbono, que se elimina con la

respiración.

Los gases del aparato digestivo son producidos por aire que deglutimos, sólo o con la comida, o por

la acción de bacterias que viven en nuestro intestino, y que producen diferentes gases como

productos de desecho de su metabolismo.

Este elemento se encuentra en estado libre como componente del aire, del cual constituye un 21%

en volumen. En forma combinada se lo puede encontrar en el agua y en numerosos minerales. En

total representa el 49,5% en peso de la superficie terrestre, y por ello es el elemento más abundante.

En el cuerpo humano representa un 60% y se encuentra en todos los tejidos vivos.

El oxígeno del aire es necesario para la combustión y la respiración, por ello, por ser un gas esencial

para la vida humana, debe estar disponible para todos los individuos.

Su falta es asimilable a la carencia de alimento o agua, por lo tanto es administrado a personas con

problemas respiratorios y también a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja

concentración de oxígeno no permite la respiración normal.

Aparato respiratorio y circulatorio

El aparato respiratorio aporta el oxígeno que necesitan las células del organismo y elimina el dióxido

de carbono de desecho. El aire inhalado pasa principalmente por la nariz, donde los cilios filtran el

aire, impidiendo que partículas extrañas entren en el aparato respiratorio. Luego el aire pasa por la

cavidad nasal, la cual se calienta con el paso de éste. Después de allí, el aire viaja por la faringe,

hacia la laringe, para continuar pasando por la tráquea. En este sector, a la altura de la cuarta

vértebra dorsal, la tráquea se divide en dos tubos más estrechos, llamados bronquios, que se dividen

de nuevo, una y otra vez, en bronquios secundarios, terciarios y, finalmente, en unos 250.000

bronquiolos, que conducen hacia los pulmones. Cada pulmón está formado por múltiples

conductos pequeños ramificados, denominados bronquiolos, que finalizan en reducidas cámaras

arracimadas llamadas alvéolos, pequeños sacos de aire, donde se realiza el intercambio de gases

con la sangre. Los pulmones contienen aproximadamente 300 millones de alvéolos, que

desplegados ocuparían una superficie de 70 metros cuadrados, unas 40 veces la extensión de la

piel.

La presión total del aire (presión atmosférica) es la suma de las presiones parciales de los gases que

lo componen. En una mezcla gaseosa, la presión parcial de cada uno de los gases es directamente

proporcional a la concentración en la que se encuentra. Por lo tanto, la presión total del aire

inspirado y espirado dependerá de las concentraciones de O2 y CO2.

El aire espirado contiene más CO2 y menos O2 que lo que tenía al llegar a los pulmones, mientras

que la cantidad de N2 no varía.

El intercambio gaseoso es posible gracias a la diferencia de concentración de gases, que se

encuentran tanto en los alvéolos como en los capilares que lo rodean.

En consecuencia, el intercambio de gases se produce por difusión, es decir, el pasaje de moléculas

de una zona de mayor concentración a otra donde ésta es menor. En este proceso interviene la

sangre, por ello se lo denomina hematosis.

Esta difusión comprende dos etapas:

· Entre los alvéolos y los capilares sanguíneos, donde la presión parcial del O2 en el aire inspirado

(105 mm Hg) es mayor que en la sangre de los capilares alveolares (40 mm Hg). Por lo tanto, el O2

se difunde desde los alvéolos hacia los capilares venosos, para ser distribuido a todas las regiones

del cuerpo por la arteria aorta. El CO2, por otro lado, es transportado por la arteria pulmonar y los

capilares arteriales, y se difunde a partir de estos hacia los alvéolos, desde donde es expulsado al

exterior.

· Entre los capilares sanguíneos y las células, donde el O2 es distribuido por medio de la

hemoglobina hacia todas las células del cuerpo. La sangre oxigenada contenida en los capilares

mantiene una presión parcial de O2 mayor que la que existe en las células (40 mm Hg). Por esta

diferencia de presión, es que el O2 se difunde desde los capilares arteriales hacia el líquido

intestinal intersticial, y luego a las células. Como producto de este metabolismo celular se

produce CO2. Como la presión parcial de este gas en las células (45 mm Hg) es mayor que en los

capilares venosos (40 mm Hg) el CO2 sale desde la célula, hacia el líquido intersticial e ingresa en

los capilares venosos, que lo transportan hacia los pulmones, para ser liberado en la espiración.

Las Vías Respiratorias

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