domingo, 19 de julio de 2020

Física del Buceo. Parte 2


Ley de Charles & Gay Lussac


1.- Un poco de historia

Al igual que en Boyle y Mariotte, hay que aclarar que, Jacques Alexandre César Charles y Joseph Louis Gay-Lussac, eran dos personas distintas que estudiaron la misma ley que más adelante desarrollaremos.

Jacques Alexandre César Charles era un físico y químico francés que nació en Beaugency en el año 1.746 . Fue profesor de física en el Conservatorio de Artes y Oficios de París y en el año 1.783 construyó el primer globo aerostático con el que voló a una altura superior a los 500 metros, procediendo a estudiar la variación de la temperatura con la altitud entre otras cosas.

En 1.802 hizo públicos los descubrimientos que hizo realmente en 1.787 sobre la variación del volumen de un gas con respecto a la temperatura y a presión constante. Estos descubrimientos han perdurado hasta nuestros días con el nombre de Ley de Charles y Gay Lussac.

Finalmente, en el año 1.795 pasó a formar parte de la Real Academia de las Ciencias y murió en París en 1.823 a la edad de 77 años Joseph Louis Gay-Lussac era un físico francés que nació en Saint Léonard de Noblat en el año 1.778

En 1.802 experimentó la teoría de Charles de que todos los gases sufren la misma variación de volumen para una misma variación de temperatura a presión constante. A esta variación la llamó Coeficiente Térmico y fue la base para la escala térmica desarrollada años más tarde por Kelvin.

También ascendió en globo en 1.804 y descubrió que a partir de cierta altura el campo magnético y  la composición del aire son constantes.

En 1.808 publico la ley de Gay Lussac por la que se establece que cuando dos gases reaccionan entre sí en condiciones iguales de temperatura y presión, sus volúmenes correspondientes guardan relación, consolidándose de esta manera la Ley de Charles y Gay Lussac.

Finalmente murió en París en el año 1.850 a la edad de 72 años.

2.- La ley

La ley que estos dos científicos postularon, viene a decir que, a presión constante, el volumen de un gas dado varía de forma proporcional a la temperatura, es decir, si sube la temperatura aumenta el volumen y viceversa. Matemáticamente, la ley viene expresada por la fórmula:

  


Donde:


V = Volumen

T = Temperatura

K = Constante cuyo valor es 1 / 273

Es decir, por cada grado que aumentamos la temperatura de un gas, este aumenta su volumen en un 0,366 %

Según esto, podríamos calcular cual sería el volumen final de un gas al variar su temperatura, manteniendo la presión constante.

Siendo:

Vt = Volumen final

V0 = Volumen inicial

Tenemos:

 


 (volumen final es igual a volumen inicial más el incremento del volumen inicial)

Ahora bien:



Sustituyendo:



Sacando factor común:



Operando la ecuación:



Ahora bien, si nos fijamos:

273 + t = T (temperatura en grados Kelvin)

Entonces:




Finalmente:


 (siendo K = V0 / 273)

 


O lo que es lo mismo:


 (Esta es la primera ley de Gay -Lussac)



Razonando de la misma manera, llegaríamos a la segunda ley de Gay-Lussac que postula que a volumen constante, la presión de un gas dado varía de forma proporcional a la temperatura, es decir, si sube la temperatura aumenta la presión y viceversa. Matemáticamente, la ley viene expresada por la fórmula:




Bien, y ¿para que todo esto? Paciencia y sigamos. ¿Recordamos la ley de Boyle y Mariotte?


 (constante)

Despejando:



Veamos la ley de Boyle y la ley de  Gay-Lussac juntas


   (Boyle)


  (Gay-Lussac con K = V0 / 273)


Si combinamos ambas ecuaciones obtendremos:




O lo que es lo mismo:


           


Siendo:

P = Presión Absoluta

V = Volumen

T = Temperatura en grados Kelvin (grados centígrados + 273)

Una vez explicada la ley de Charles y Gay-Lussac, vamos a ver con un ejemplo práctico cuales son las implicaciones en el mundo del buceo.

3.- Un ejemplo de La ley de Gay-Lussac

Supongamos que queremos hacer una inmersión con una botella de 12 litros. Esta inmersión nos llevará a 22 metros de profundidad con una duración de 35 minutos. Vamos a ver su planificación en cuanto a consumo de aire se refiere.  

Consideraremos el tiempo de inmersión al tiempo que transcurre desde que metemos la cabeza en el agua hasta que la sacamos. Así mismo consideraremos para este ejemplo que el buzo en cuestión tiene un consumo en superficie de 20 litros por minuto y que por supuesto realiza la parada de seguridad de 3 minutos a 5 metros.

Dicho esto, procedemos a descomponer la inmersión por tiempos:

(A) Tiempo en el descenso ...................................................................................... 2 minutos

(B) Tiempo de permanencia en el fondo ............................................................ 27 minutos

(C) Tiempo en el ascenso hasta la parada de seguridad ................................ 2 minutos

(D) Tiempo en parada de seguridad ..................................................................... 3 minutos

(E) Tiempo en ascenso final a superficie desde la parada ............................. 1 minutos

TIEMPO TOTAL DE LA INMERSION ..................................................................... 35 MINUTOS

Ahora calculamos el consumo de nuestro buceador en cada tramo de la inmersión:



CONSUMO TOTAL ESTIMADO EN LA INMERSION  = 

2.021 Litros

CAPACIDAD DE LA BOTELLA Presión x Litros Botella = 200 BAR x 12 Litros =

 2.400 Litros

QUEDAN EN LA BOTELLA Capacidad - Consumo = 2.400 Litros - 2.021 Litros =

 379 Litros

Como sabemos, deberíamos salir con 50 Bares de presión, que equivalen en esta botella a 600 Litros de aire. Está claro que aunque en principio nos pueda parecer que podemos hacerla, no deberíamos intentarlo.

De hecho, no hemos tenido en cuenta las posibles variaciones de temperatura. Es ahora, cuando por fin vamos a conocer una de las implicaciones de Charles-Gay Lussac en el buceo. Recordemos la fórmula:



Ahora supongamos que la botella de 12 litros de nuestro buzo ha sido cargada a 200 Bares y a una temperatura de 23 grados Celsius --esto no es nada raro y más aún cuando hay centros que no controlan lo suficiente la temperatura de carga-- y el agua donde se realizará la inmersión se encuentra en un pantano a 10 grados Celsius.

En el momento de recoger la botella el manómetro marca 200 Bares, por lo que el buceador presupone que dispone de 2.400 litros de aire y da por hecho que no tiene porqué haber problemas para realizar la inmersión. !!!Nada más lejos de la realidad!!!

Aplicando a Gay-Lussac tenemos:

P1 = 200 + 1 = 201 Bares (recordemos que es presión absoluta)

V1 = 12 Litros

T1 = 23 + 273 = 296 grados Kelvin

P2 = ???

V2 = 12 Litros

T2 = 10 + 273 = 283 grados Kelvin



Pero recordemos que este resultado corresponde a la presión absoluta, por lo que tendremos que restarle la presión atmosférica, quedando:

Presión absoluta - Presión Atmosférica = Presión Botella ===> 191 Bares

Luego en la botella el nuevo volumen de aire será:

191 Bares x 12 Litros = 2.292 Litros

Que nada tienen que ver con los supuestos 2.400 litros de un principio, lo cual nos lleva a salir bastante mas ajustados ante una contingencia, por no hablar de la diferencia que tendríamos en el buceo bajo hielo.

Hasta aquí ha llegado este breve resumen de la Ley de Charles y Gay-Lussac y algunas de sus implicaciones en el mundo del buceo. Tan solo decir que este desarrollo se presupone para gases de los llamados Ideales, sufriendo pequeñas variaciones a peor al trabajar con gases reales como el aire.

 


¡ NO ME TOQUES !


¡ NO ME TOQUES !


Tratamientos sencillos para

cortes y picaduras en el mar




Allí están, esperándonos, criaturas deseando envenenarnos. Aunque sepas controlar tu flotabilidad como un delfín puede ocurrir que caigas en sus tentáculos hambrientos. Es el momento de poner vinagre en la herida...

LOS CNIDARIOS
No dejes que su nombre los despiste, son unos seres desagradables, aunque algunos de ellos nos engañen con su belleza.

Entre ellos contamos con las anémonas urticantes, las medusas venenosas y el coral de fuego (que no es un
verdadero coral) entre otros.

Sus armas se llaman nematocistos, células urticantes rellenas de veneno y una especie de dardo que lo introduce en sus víctimas. Este dardo miniatura puede, en algunos casos, atravesar la piel e inyectar el veneno.

Algunos nematocistos no pueden atravesar la piel de las manos, pero sí la de la cara, que es más sensible. Así que cuidado con lo que tocas con las manos, aún con guantes, pues antes o después puedes tocarte la cara, para compensar, por ejemplo.
 
RECUERDA...
Mantente apartado del fondo y él se mantendrá apartado de ti.
 Los hidroideos como el coral de fuego producen una inmediata sensación de quemadura, seguida por una inflamación importante que se produce en unos 30 minutos y que puede tardar varios días en remitir.

Las picaduras de las medusas causan un intenso dolor de quemadura y dejan ampollas que pueden dejar cicatrices importantes.

Las picaduras más serias, como la del "stinger", "fisalia" o "carabela portuguesa", tienen como síntomas: espasmos musculares, vómitos, shock e incluso paro cardíaco.

REMEDIOS
Eliminar los tentáculos con guantes o pinzas (para evitar que nos piquen a nosotros también) y aclarar con agua salada. El agua dulce o el hecho de rascarse disparará los nematocistos que aún no lo hubieran hecho. 

Desactivar los nematocistos restantes con una solución al 5% de vinagre, hasta que pare la comezón. Si no dispones de vinagre, se puede emplear alcohol.

Aplicar crema de afeitar y rascar la piel con una cuchilla para eliminar los nematocistos. Una pasta de barro, harina o talco, rascada con un cuchillo de inmersión, o una tarjeta de crédito, también funciona.

Secar la piel y aplicar un ungüento de hidrocortisona, tomar difenhidramina para aliviar la reacción alérgica.

Mantener a la víctima quieta para evitar que el veneno se extienda, procurando que la parte afectada quede elevada respecto al corazón.

Las picaduras serias que pueden poner en peligro la vida, con síntomas como espasmos musculares, dificultad en respirar y shock requieren atención médica urgente.

CORALES


Rozar un coral, cosa que nunca deberíamos hacer pero que de vez en cuando puede pasar, elimina la capa protectora mucosa 
que los recubre. Aunque los nematocistos del coral no afectan mucho a los humanos, los cortes y abrasiones producidos por su estructura calcárea de base, extremadamente afilada, sí son peligrosos, pudiendo causar quemazón y ampollas. Este "envenenamiento por coral" puede tardar hasta 6 semanas en curar.

REMEDIOS
Limpiar la zona afectada con agua y jabón, aplicar una solución de vinagre al 5% (o bien alcohol) en las heridas, y aplicar ungüento de hidrocortisona.

De todas formas, lo mejor es mantener una buena flotabilidad; no te acerques demasiado al arrecife. Además así preservaremos su belleza al no rozarle con nuestras aletas y / o el resto del equipo.


ERIZOS
Estos punzantes seres submarinos están envueltos de púas como agujas hipodérmicas que se rompen una vez han atravesado la piel, inyectando veneno.

En casos de heridas serias pueden dar como resultado alteraciones de la visión, cierto entumecimiento, enrojecimiento del área afectada, etc.

En casos de múltiples heridas graves, puede aparecer debilidad, parálisis, dificultades al respirar y llegar incluso la muerte.


REMEDIOS
Lavar el área afectada con agua caliente (40-45 grados) de 30 minutos a una hora.

Eliminar las púas clavadas. Las espinas en articulaciones, tendones o nervios deben ser eliminadas quirúrgicamente lo antes posible. Una buena manera de eliminarlas, es agregando cera, esperas se seque, y luego la retiras (cuidado quemarte al aplicarla).

Podremos dejar una espina que nos resulte inaccesible tan solo si no ha penetrado una articulación, un nervio o un vaso sanguíneo.

Limpiar la herida con una solución antiséptica y tomar antibiótico para prevenir la infección.

EL MEJOR CONSEJO
De la piel descubierta para la playa y bucea siempre con un traje protector completo, aunque sea fino (Lycra, por ejemplo)

No hemos tocado el tema de picaduras de peces nocivos, como las escórporas y arañas, y en mares tropicales del pez escorpión, el pez piedra, y otras alimañas que comentaremos en otra ocasión.

Recuerda que flotabilidad significa esto: hay que flotar. Manteneros apartados del fondo y él se mantendrá apartado de nosotros.



FÍSICA DEL BUCEO. Parte 1



Física DEL BUCEO
Primera parte



Principio de Arquímedes 

 1.- Un poco de historia
Arquímedes era un matemático y geómetra  griego que nació en Siracusa en el año 287 a.c. y cursó sus estudios en Alejandría bajo la supervisión de Conón de Samos y Eratóstenes.
De regreso a Siracusa, dedicó su vida al trabajo científico. Durante la guerra contra los romanos inventó la catapulta y un sistema de espejos para concentrar la luz solar, con la cual supuestamente incendiaba los barcos enemigos.
Entre sus descubrimientos hay que destacar las diversas relaciones matemáticas existentes entre diferentes figuras geométricas como la circunferencia, el cilindro, la esfera, el hexágono, el cuadrado, etc.
Pero entre sus descubrimientos más famosos hay que destacar el Principio de la Hidrostática o Principio de Arquímedes, la Ley de la Palanca, el cálculo integral, La Espiral de Arquímedes, el tornillo de Arquímedes, etc.
Entre sus frases más famosas están:
1.     Eureka, lo encontré. Relacionada con el Principio de Arquímedes
2.     Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo. Relacionada con La Palanca
Finalmente murió a manos de los romanos en la caída de Siracusa en el año 212 a.c. a la edad de 75 años

2.- El principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes postula que: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja.
Esto se cumplirá siempre y cuando el fluido sea incompresible y estático. De esta manera pueden darse tres situaciones a saber:
Flotabilidad positiva. El peso del volumen desalojado es mayor que el peso del cuerpo sumergido
Flotabilidad neutra. El peso del volumen desalojado es igual que el peso del cuerpo sumergido
Flotabilidad negativa. El peso del volumen desalojado es menor que el peso del cuerpo sumergido
Matemáticamente se expresa como:

E = Pf x Vdes

Donde:

E = Empuje vertical
Pf = Densidad del fluido
V = Volumen desalojado

Además implica que:

Peso aparente = Peso real - Empuje

de donde

Peso aparente = 0 Flotabilidad positiva
Peso aparente = 0 Flotabilidad neutra
Peso aparente = 0 Flotabilidad negativa

3.- Ejemplo
Sumergimos en agua (densidad 1 gr/cm3) un objeto y este desaloja un volumen de tres litros. El objeto mencionado tiene un volumen de 5 litros y una densidad de 6 gr/cm3  Cuando lo soltemos, su flotabilidad será ¿positiva, negativa o neutra?

Peso del fluido desalojado = Volumen del fluido desalojado x densidad del fluido desalojado

Volumen = 3 x 1.000 = 3.000 cm3
Peso = 3.000 x 1 = 3.000 grs = 3 Kg

Peso del objeto = Volumen del objeto x densidad del objeto
Volumen = 5 x 1.000 = 5.000 cm3
Peso = 5.000 x 6 = 30.000 grs = 30 Kg

Conclusión
Peso aparente = Peso real - Empuje
Peso aparente = 30 - 5 = 25 Kg ===> 25 = 0 Flotabilidad negativa por lo que se hundirá (El peso del volumen desalojado es menor que el peso del cuerpo sumergido).

4.- Implicaciones en el buceo
Está claro que lo que interesa a la hora de bucear es conseguir una flotabilidad neutra. Es decir, que el empuje vertical hacia arriba provoque que el peso aparente sea igual a cero. ¿Como conseguir esto? Pues mediante la combinación de lastre y chaleco hidrostático.
El lastre consigue vencer la flotabilidad que nos proporciona el traje por ejemplo. Ahora bien, al sumergirnos perdemos  dicha flotabilidad al disminuir nuestro volumen por efecto de la presión. De esta forma aumenta nuestro peso aparente. La forma de compensarlo es aumentando nuestro volumen sin añadir significativamente peso. es decir, aumentamos nuestro empuje vertical y disminuimos nuestro peso aparente. De eso se encarga el Jacket
Hasta aquí ha llegado este breve resumen del Principio de Arquímedes y algunas de sus implicaciones en el mundo del buceo.







       
  



                                      Ley de Boyle & Mariotte 





1.- Un poco de historia
Antes de nada, decir que Boyle y Mariotte eran dos personas distintas, aunque llegaron a la misma conclusión. De aquí que la ley que vamos a desarrollar se haya venido llamando Ley de Boyle y Mariotte.

Robert Boyle era un físico-químico irlandés que nació en Lismore Castle el 25 de Enero de 1.627. Procedente de una familia aristocrática  --su padre era el Conde de Cork--  fue un niño prodigio, de hecho ingresó a la edad de 8 años en la universidad de Eton.
Tres años después viajaría a Europa, de donde no regresaría hasta 1.645, año en el que empezaría a desarrollar y discutir diversos experimentos, que finalmente le llevarían a construir la Bomba de Vacío de Boyle en el año 1.657. Experimentando con esta bomba, Boyle realizó varios descubrimientos, destacando entre ellos la ley que nos ocupa.

Finalmente Robert Boyle fallece a la edad de 64 años el 30 de Diciembre de 1.691
Por otro lado, Edme Mariotte era un físico francés que nació en Dijon, siendo también sacerdote y Padre Prior del Monasterio Saint Martin Sous Beaune. Fue uno de los fundadores en 1.666 de la Real Academia de las Ciencias de París y estudió el pronóstico del tiempo basándose en los cambios de presión de la atmósfera.

En 1.676 llegó por su cuenta a la misma ley que descubrió Boyle, publicándola de forma mas extensa y completa.

Finalmente murió en París en 1.684, curiosamente a la misma edad que Boyle, es decir 64 años.

2.- La ley



La presión de un gas es inversamente proporcional al volumen que ocupa, siempre y cuando la temperatura permanezca constante y el gas esté en un recipiente cerrado
P1 x V1 = P2 x V2 = P3 x V3 = ……………. Pn x Vn = K (constante), siendo

P = presión
V = volumen

Es decir, si aumentamos la presión disminuirá el volumen y viceversa.
De la ley anteriormente descrita, podemos deducir dos conceptos a tener en cuenta:
  • Compresión
  • Compensación
Veamos el concepto de compresión mediante el buceo en apnea. Cuando un apneista se sumerge, su volumen pulmonar se verá reducido (comprimido) como consecuencia del aumento de presión. Supongamos que nuestro buceador tiene un volumen pulmonar de 5 litros, según la ley de Boyle y sabiendo que por cada 10 metros de profundidad la presión aumenta 1 Bar:

P1 x V1 = P2 x V2 = P3 x V3 = …………….Pn x Vn = K

En superficie  1 Bar X  5      Litros = 5
A  10  metros  2 Bar X  2,5   Litros = 5
A  20  metros  3 Bar X  1,6   Litros = 5
A  30  metros  4 Bar X  1,15 Litros = 5
.................................................................

Como podemos ver, el aire en nuestros pulmones se comprime, disminuyendo su volumen al aumentar la presión. Esto es el concepto de compresión.
Sin embargo, cuando buceamos con equipo autónomo, esto no sucede. A medida que descendemos, compensamos la merma de volumen pulmonar respirando aire a presión, de tal manera que...... vayamos a la profundidad que vayamos, nuestro volumen pulmonar seguirá siendo el mismo. Eso sí, para lograr esto meteremos mas cantidad de aire en el mismo volumen (de esto se encarga el regulador). Este es el concepto de compensación.  
Por lo tanto, al bucear tenemos una serie de espacios aéreos que se van a ver sometidos al cambio de presión y que se deben compensar para mantener a raya a la ley de Boyle.


3.- Espacios fisiológicos afectados por la ley de Boyle en el buceo con equipo autónomo
Estos espacios fisiológicos son:
  • Senos Frontales, Parafrontales y Nasales
  • Oídos
  • Boca (empastes)
  • Aparato Gástrico (cólico del buzo)
  • Pulmones







3a.- Senos Frontales, Parafrontales y Nasales  
Son básicamente cavidades aéreas situadas en la frente, fosas nasales y pómulos. Dichas cavidades están tapizadas interiormente por una mucosa protectora y sus correspondientes vasos sanguíneos, entrando y saliendo el aire de ellas sin ningún problema en condiciones normales.
Por este motivo, cuando buceamos, no hemos de hacer absolutamente nada para compensar estos espacios aéreos. Siempre y cuando estos senos se encuentren en óptimas condiciones, la presión en su interior se auto-equilibrará, tanto en el descenso como en el ascenso.
Ahora bien, si la mucosa se ve afectada por una infección como puede ser un catarro, sinusitis, etc., estas cavidades pueden quedar selladas, impidiendo el movimiento libre del aire. Esto impediría la auto-equilibración mencionada y nos impediría el descenso. Los síntomas son un fuerte dolor punzante en la frente, nariz o pómulos.
Los anti-congestivos o fármacos destinados a aliviar esta afección de la mucosa, están totalmente prohibidos en el buceo, pues su tiempo de actuación se ve mermado por efecto de la presión. Es decir, nos damos una dosis y podemos descender, pero........ al cavo de un rato el efecto pasa, la mucosa se irrita y el seno se tapona. Al subir el aire se expande y nos encontraríamos en una situación de bloqueo inverso, con el riesgo que esto conlleva.

3b.- Oído
A todos, en alguna ocasión, nos han dolido los oídos al intentar bucear en apnea cuando éramos niños. Esto era debido a que no compensábamos el espacio aéreo que hay en su interior.

            Veamos por encima su anatomía:


El pabellón auditivo recoge y conduce los sonidos hasta la membrana timpánica que vibra como consecuencia de la onda sonora
La vibración es transmitida hasta la ventana oval mediante la cadena de huesecillos martillo, yunque y estribo
La ventana oval vibra, transformando la onda sonora en onda mecánica que se propaga a través del liquido contenido en la cóclea, el cual excitará en el caracol los receptores encargados de transformar la onda mecánica en impulso eléctrico que será transportado por el nervio auditivo hasta el cerebro para ser decodificado
La ventana redonda es la encargada de prevenir el aumento de presión en el interior de la cóclea como consecuencia de la vibración de la ventana oval. Es decir, cuando la oval se comprime, la redonda se expande y viceversa.
Finalmente, es importante que la membrana timpánica vibre lo mas libremente posible, para lo cual mantiene equilibrada la presión exterior y la interior a través del conducto oto-faríngeo llamado Trompa de Eustaquio  
Hasta aquí hemos visto a grandes rasgos como es el oído. Veamos ahora que ocurre al someterlo a presión cuando nos sumergimos.

En primer lugar, está claro que la presión aumenta con el descenso, por lo que la membrana timpánica se verá forzada a ceder hacia adentro y si no hacemos nada, finalmente se romperá.
Ahora bien, si conseguimos que la presión de la cara interna del tímpano sea la misma que la que hay en el exterior, la membrana estaría en equilibrio igual que en la superficie. A la maniobra que consigue esto se le denomina Valsalva.

Como hemos visto, el regulador nos suministra aire a la misma presión  que nos encontremos durante la inmersión. Esto significa que todas nuestras vías respiratorias están sometidas a dicha presión. Fijémonos especialmente en el aire que se encuentra en la faringe. Si conseguimos introducirlo en la trompa de Eustaquio, el tímpano estaría equilibrado. Para hacerlo, simplemente tratamos de exhalar suavemente por la nariz mientras la pinzamos con los dedos. Ese clic que oímos es el momento en que se ensanchan las paredes del conducto oto-faríngeo permitiendo el paso del aire hasta el tímpano, equilibrándolo.

¿Sencillo no?, pero....... ojo, si no lo hacemos bien puede provocarnos lesiones graves en el oído. Es decir, lo haremos de la siguiente manera:
1.     Compensaremos frecuentemente y antes de sentir dolor
2.     No forzaremos la compensación (riesgo de rotura de la ventana redonda)
3.     Si no podemos compensar, ascenderemos unos metros y volvemos a intentarlo. De no conseguirlo, abortamos la inmersión
4.     Por supuesto, no trataremos de compensar en el ascenso o nos provocaremos lesiones por sobrepresión en el oído interno. Al ascender el oído se equilibra solo
5.     Por último, está claro que NO podemos bucear con tapones y que debemos abrir la capucha para establecer contacto entre el agua y el tímpano

3c.- Boca

Como hemos visto, todas nuestras vías respiratorias están sometidas a aire a presión  y evidentemente la primera de todas es la boca.

Una muela picada y abierta no representa en principio ningún problema en cuanto a barotraumatismos se refiere, pues el aire fluye libremente sin quedar contenido en el agujero de la muela. Eso sí, puede molestarnos el frío, el calor, etc. Y además es muy desagradable, o sea que hay que empastarla en el mejor de los casos.
Pero veamos que ocurre si queda un poro en un empaste mal hecho. El aire irá entrando poco a poco por el poro y se irá alojando en el hueco interno a lo largo de la inmersión y ni siquiera nos daremos cuenta de ello. Llegado el momento, está claro que no tardaremos lo mismo en subir que lo que ha durado la inmersión, por lo que el aire no tendrá tiempo de salir y se expandirá como consecuencia de la ley de Boyle. Por supuesto, o se rompe la muela o salta el empaste. Huelga decir que el ascenso en este caso será muy lento, doloroso y mas vale tener un buen suministro de aire.









3d.- Aparato gástrico
Mientras respiramos a presión, parte del aire puede pasar al sistema digestivo y en el ascenso este aire se expandirá según la ley de Boyle. Si al salir no podemos evacuar este exceso de aire, sufriremos dolores de vientre. Es el llamado cólico del buzo










3e.- Pulmón
Como nuestra caja torácica está sometida a presión y respiramos aire a esta misma presión, nos encontramos en equilibrio. Para evitar

lesiones de sobrepresión, debemos respirar siempre y continuamente. Respiraciones tranquilas y profundas y no aguantar la respiración jamás. Si ascendemos sin respirar o excesivamente rápido sin dar tiempo a salir el aire que se expande en el pulmón, nos provocaríamos la lesión de sobrexpansión pulmonar. Esta lesión en el mejor de los casos es grave y en el peor mortal. Puede tener varias connotaciones:
  • Rotura pleural
  • Enfisema subcutáneo
  • Enfisema mediastínico
  • Aeroembolia gaseosa
El estudio de estas lesiones queda fuera de la Ley de Boyle-Mariotte y para evitarlas, recordar que jamás hay que aguantar la respiración
Hasta aquí ha llegado este breve resumen de la Ley de Boyle y algunas de sus implicaciones en el mundo del buceo




Ley de Henry

1.- Un poco de historia
William Henry era un químico inglés que nació en Manchester en el año 1.775 y empezó sus estudios de medicina a la edad de 20 años, doctorándose en el año 1920.
Siendo un hombre enfermo, no pudo ejercer la medicina. En cambio, se dedicó al estudio de los gases, desarrollando la ley que lleva su nombre. También investigó sobre el gas del alumbrado y la desinfección por medio del aumento de temperatura
Finalmente murió en Pendlebury en el año 1.836 a punto de cumplir los 61 años

2.- La ley
La Ley de Henry dice que:  A temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un liquido es directamente proporcional a la presión que ejerce dicho gas sobre el mencionado líquido
Matemáticamente se expresa como:

C = K x P
C = Concentración del gas en el líquido
K = Constante de Henry especifica de cada gas
P = Presión del gas sobre el líquido

Esta ley es la que explica que nuestro organismo se sature de gases cuando buceamos, pues respiramos a presión y eso provoca que los gases se disuelvan en nuestros tejidos

No obstante, no es con esta ley con lo que se confeccionan las tablas de buceo o se configura el software de los ordenadores de inmersión. Eso se hace con algoritmos matemáticos, siendo uno de los mas famosos el algoritmo de Bullman. Pero eso es tema de otro estudio

Como último avance en investigación de equipos, cabe destacar el trabajo del israelita Alon Izhar Bodner que está tratando de extraer el aire disuelto en el agua para respirar en las inmersiones.
Realmente se trata de la combinación de dos leyes: Henry y Venturi. Mientras Henry nos dice que hay aire en el agua y que si disminuye su presión este aire se escapa, Venturi nos dice que a mayor velocidad corresponde menor presión (por eso crean sustentación las alas de un avión entre otras cosas)

Según esto, si conseguimos aumentar lo suficiente la velocidad del agua, disminuiremos su presión y como consecuencia extraeremos el aire. Dicho aire lo podemos impulsar y almacenar en algo parecido a un Jacket, del cual podríamos respirar (parecido a un regulador). Es mas, también podríamos reciclar el aire exhalado como en un rebreather.
La idea básica de este israelita consiste en un aparato impulsado en principio por una batería que movería una bomba encargada de:
  • Succionar el agua del mar
  • Impulsarla a suficiente velocidad a un compartimento donde se separe el agua y el aire
  • Expulsar el agua de vuelta al mar
  • Impulsar el aire para recogerlo en nuestra especie de Jaket
  • Posibilidad de reciclarlo o exhalarlo
  • Estar apoyado por una botellita pony de seguridad


Sobre el papel parece posible, pues se ha demostrado que incluso a profundidad hay aire suficiente en disolución, pero hasta conseguir este sueño dorado de la humanidad, mejor usamos el equipo habitual ¿No les parece? Además, surge la pregunta de ¿que pasará con la industria habitual del buceo?, pues sería una auténtica fortuna lo que se perdería en tanques, compresores, reguladores, jackets, etc. Lo cual hace pensar en que o se "pierde" por ahí el invento o cuesta comprarlo un dineral inaceptable

Hasta aquí ha llegado este breve resumen de la Ley de Henry y algunas de sus implicaciones en el mundo del buceo. Espero les haya gustado y me encantaría leer sus comentarios.