Buceo y las leyes de los gases

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El buceo es un deporte excitante, y gracias a las leyes de los gases también es una actividad segura para personas entrenadas. Dos aplicaciones de las leyes de los gases a este popular pasatiempo son el desarrollo de normas para regresar a la superficie después de una inmersión y la determinación de la mezcla adecuada de gases para prevenir un accidente fatal durante una inmersión.

Una inmersión común puede ser de 40 o 65 ft de profundidad, aunque también son comunes las inmersiones a 90 ft. El agua de mar tiene una densidad ligeramente mayor que el agua dulce (1,03 g/mL a 1,00 mg/mL), por lo que presión ejercida por una columna de agua de 33 ft de agua de mar equivale a 1 atm de presión. Ésta aumenta con la profundidad; por lo que a 66 ft la presión será de 2 atm de presión.

¿Qué pasaría si un buzo ascendiera rápidamente a la superficie desde una profundidad de 20 ft sin respirar? La disminución total de la presión en la profundidad a causa de este cambio sería de 0,6 atm (20 ft/33 ft * 1 atm). Cuando el buzo llegara a la superficie, el volumen de aire atrapado en los pulmones aumentaría por un factor de (1 + 0,6) amt/ 1 amt, o 1,6 veces. Esta expansión de aire repentina puede romper fatalmente las membranas de los pulmones o puede ocasionar una embolia pulmonar, dejando inconsciente al buzo antes de llegar a la superficie. Para evitar estas complicaciones, los buzos saben que deben ascender lentamente, haciendo pausas en ciertos puntos a fin de dar a su cuerpo el tiempo para adaptarse a la disminución de la presión.

El segundo ejemplo es una aplicación directa de la Ley de Dalton. El oxígeno gaseoso es esencial para vivir, sin embargo un exceso puede ser sumamente tóxico. Nuestros cuerpos funcionan mejor cuando el oxígeno gaseoso tiene una presión parcial de 0,20 atm (que se traduce en una composición del aire de 20% de oxígenos gaseoso y 80% de nitrógeno). Cuando un buzo se sumerge, la presión del aire dentro de sus pulmones debe ser igual a la del agua, para evitar el colapso de los mismos. Una válvula especial ajusta automáticamente la presión del aire almacenado en el tanque, con lo que se asegura que en todo momento la presión del aire es igual a la del agua.

La mezcla gaseosa de los tanques es oxígeno y helio. El helio es un gas inerte y menos soluble en la sangre que el nitrógeno, que a elevadas presiones es sumamente soluble y ocasiona intoxicación alcohólica que hace a los buzos hacer cosas extrañas, como bailar en el fondo del mar.



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