Conceptos físicos aplicados al buceo o submarinismo (I)


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Federico Ferrero

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Existen ciertos conceptos que, como mínimo, hay que tener teóricamente claros para poder comprender debidamente la práctica del buceo o submarinismo, incluyendo los potenciales riesgos para la salud que implica no cumplir con ciertas normas. Aquí haré un resumen de estos principios, parte imprescindible de todo curso de buceo de nivel inicial.


Buceando en apnea en la Gran Barrera de Coral australiana.

INDICE


Composición del aire
Presión
Flotabilidad (Principio de Arquímedes)
Ley de Boyle-Mariotte y accidentes por sobredistensión pulmonar
Ley de Boyle-Mariotte y suministro de aire bajo presión
Ley de Henry y accidentes por descompresión de nitrógeno residual
Ley de Dalton y la toxicidad de los gases
Óptica (refracción, reflexión, absorción y difusión)
Acústica

Composición del aire

Lo que hay normalmente[1] en los tubos o botellas para la práctica del buceo autónomo es aire comprimido. Su composición es la misma que la del aire que respiramos normalmente, siendo en condiciones óptimas (sin la contaminación propia de la mayoría de los lugares urbanos) la siguiente:

78% de Nitrógeno (N2).
21% de Oxígeno (O2).
0.03% de Dióxido de Carbono (CO2).
0.97% de otros gases (Argón, Neón, Helio, etc.).

Los compresores con los que se llenan a presión los tubos o botellas para buceo poseen filtros y mecanismos para que, debidamente operados, eviten llenar los tubos con cualquier otro tipo de gases tóxicos o contaminantes (tales como el Monóxido de Carbono, producto de la combustión) que pueda haber en el aire que toman para ser comprimido.

Presión

Debemos tener en cuenta en buceo, los conceptos de presión y los diferentes tipos de presiones ambientales, relacionadas entre sí, porque nos afectan a nivel físico (barotraumas, embolia traumática, enfermedades de la descompresión, etc.) e influyen también sobre la mezcla de gases (aire comprimido) que respiramos, siendo necesarios para realizar cono conocimiento diversas maniobras (de compensación) mediciones al bucear (presión en nuestras botellas de oxígeno) y cálculos antes de planificar nuestras inmersiones (tiempo que durará nuestra botella de aire, profundidad a la que podemos descender con seguridad, etc.). A su vez, el resto de las leyes físicas aplicadas al buceo que debemos conocer, suelen implicar el concepto de presión, por lo que hay que tenerlo muy claro.

- Concepto de presión: magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie.

- La presión atmosférica: es la presión debida la aire, resultante de una columna de aire de sección constante que se extiende desde el límite superior de la atmósfera o exterior, hasta el nivel considerado o donde se mide.

La presión atmosférica a nivel del mar es de 1kg/cm2, 1 Atmósfera o 1 Bar, lo que a su vez equivale a 14,7 libras por pulgada cuadrada.

- La presión hidrostática: es la presión debida al agua, también llamada presión relativa o presión manométrica, es la presión debida a una columna de agua, de sección constante, que se extiende desde la superficie de agua que corresponda (mar, lago, etc.) hasta el nivel de profundidad considerado.

Cada 10 metros de profundidad, la presión hidrostática se incrementa aproximadamente 1kg/cm2.

- La presión absoluta: es la suma de la presión atmosférica y la presión hidrostática, también llamada presión total o presión ambiente.

Ejemplo: a 10 metros de profundidad, bajo el mar, la presión absoluta es de 2 Atmósferas (1 atm de presión atmosférica más 1 atmósfera de presión hidrostática o relativa). A la presión absoluta, a una cota de profundidad dada, se la llama a veces "presión ambiente". En buceo, se considera esta presión para realizar todos los cálculos y mediciones.

Notas:
[1] No nos referimos aquí al uso de mezclas enriquecidas en oxígeno (Nitrox) o con suplemento de helio (Trimix, Heliox, etc.), hidrógeno (Hidrox) o con el agregado de otros gases al aire normal (Neox, Hidreliox, Neoquad, Argox) que se usan para el buceo a grandes profundidades (más de 40 mestros) en buceo técnico, buceo científico o buceo profesional, que requieren de cursos y habilitaciones específicas de nivel avanzado, y que, por tanto, no están permitidas para el buceo deportivo autónomo de nivel principiante.



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