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Nociones físicas PDF Imprimir E-Mail
Escrito por Administrator   
Saturday, 21 de April de 2007
 
 

» NOCIONES FÍSICAS

 
     
 

 Debemos conocer bien las particularidades del mundo subacuático, tener nociones de temas muy diversos, desde la fauna y la flora hasta las reacciones de nuestro cuerpo bajo el agua. Entre todos esos conocimientos no pueden faltar conceptos de física.

 

 

» MAGNITUDES  FÍSICAS

 
 

 Para comprender las leyes que rigen el mundo subacuático, manejaremos algunas magnitudes físicas, que determinan el medio. Así, tendremos que conocer qué es la presión o el peso, la diferencia existente entre el comportamiento de los sólidos, los gases y los líquidos y la interrelación entre todos ellos.


Todo el mundo sabe diferenciar un sólido de un líquido y éste de un gas. Los sólidos tienen una forma definida y un volumen fijo, mientras que la forma de los fluidos, lo que engloba a líquidos y gases, depende del recipiente en el que se encuentra. El primero no variará de volumen ante una variación de la presión, mientras que los gases tienen un volumen diferente en función de esta magnitud.


Para definir la presión primero es necesario conocer otras magnitudes. El peso de un cuerpo por ejemplo, que es la fuerza con que es atraído por la tierra. La presión relaciona el peso con la superficie de ese cuerpo y se mide en kg/cm2, en atmósferas o en bares. Por regla general será la presión medida en atmósferas la que más empleemos en nuestra actividad. Sin embargo es conveniente saber las equivalencias entre las distintas unidades:

1 kg/cm2 = 1 atm = 1 bar

Una atmósfera es la presión que se registra a nivel del mar, es decir, la que ejerce el peso de la atmósfera terrestre. El agua, a su vez, también ejerce una presión sobre los objetos, que se conoce como presión hidrostática y que aumenta en 1 atmósfera cada 10 metros de profundidad. De esta forma la presión hidrostática a 20 metros sería de 2 atmósferas, a las que habría que añadir la presión atmosférica para obtener la presión absoluta.

 

 

» PRINCIPIOS Y LEYES

 
 

  A continuación vamos a analizar algunos principios y leyes que influirán en nuestra actividad. Algunos serán muy conocidos y otros menos, pero todos ellos serán fundamentales para que comprendamos cómo funciona ese nuevo mundo que vamos a explorar.


El principio de Arquímedes es posiblemente uno de los más conocidos, e incluso muchos podrán repetir de memoria su enunciado: «Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen del líquido desalojado». Esto significa que si un cuerpo desplaza una cantidad de agua cuyo peso sea superior al suyo propio, flotará. Este principio explica porqué flotamos mejor en agua salada que en agua dulce. Así es, ya que el agua salada es más densa por la presencia de sal, por lo que pesa más. El mismo cuerpo sumergido en agua salada desplaza un volumen igual en agua dulce, pero el peso de la misma es superior, como también lo es el empuje hacia arriba que recibe.

Otro principio fundamental es el enunciado por el matemático francés Pascal, que dice: «La presión ejercida sobre un punto de un líquido se transmite en todas direcciones con la misma intensidad.» Es decir, cuando nos encontramos' sumergidos, cada parte de nuestro cuerpo recibe la misma presión del entorno.

La presión influye en el volumen de un gas, este efecto viene enunciado en la ley de Boyle-Mariotte, que dice: « El volumen ocupado por una masa de gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión que soporta.» El cuerpo del submarinista también está sometido a esta ley.

Si el submarinista respirará de las botellas de aire comprimido que contienen diferentes gases en la misma proporción en la que se encuentran en la superficie. El hecho de que el aire se encuentre comprimido no influye nada en la proporción de los gases, lo que determina la ley de Dalton: «La presión total ejercida por una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de los gases que componen dicha mezcla.» Aunque de forma errónea se suele decir que las botellas están cargadas de oxígeno, la realidad es que este gas solo se encuentra en la mezcla en una proporción cercana al 21 %, siendo la mayor parte del gas restante nitrógeno. La proporción de los mismos es igualmente independiente de la presión a la que se encuentren.

Otro factor que determina la presión a la que está sometido un gas es la temperatura. Según el enunciado de la ley de Charles: « A volumen constante la presión de un gas varía de forma directamente proporcional a la temperatura.» Cuando utilizamos botellas deberemos tener en cuenta que la presión que indica el manómetro del equipo puede variar si las botellas han estado expuestas al sol, por ejemplo.

Por último, analicemos la ley de Henry, que nos habla de cómo interactúan los gases y los líquidos en función de la presión. Como ya hemos visto, la temperatura es un factor que hace variar la presión, por lo que en los enunciados de las leyes se estima la temperatura como constante: « A temperatura constante, la cantidad de gas que se disuelve en un líquido es proporcional a la presión parcial del propio gas.» Esto quiere decir que un gas pasará en solución a un líquido hasta que la presión se encuentre en equilibrio, entre el gas en el exterior de ese líquido y el que éste tiene disuelto.
Si comprendemos cada uno de estos fenómenos podremos determinar, muchas veces por intuición, la reacción de los objetos y de nuestro cuerpo ante determinadas circunstancias que surjan bajo el agua. Además estas nociones nos servirán para comprender mejor algunos de los siguientes capítulos.

 A estas leyes conviene añadir una más, que es la famosa ley de Murphy, la cual nos dice que « cualquier cosa que pueda salir mal, saldrá mal». Esta ley es la que demuestra por qué encontramos las cosas que buscamos siempre en el último lugar en el que se mira, por qué llueve nada más lavar el coche, etc. Es quizás una ley menos seria que las anteriores, pero no por ello debemos ignorarla. Como norma tendremos todo previsto para el caso de que ocurra lo peor, gracias a lo cual, la ley de Murphy quedará inactiva.

Además hay otra ley que dice: « Murphy era un optimista.» Ante estas dos últimas leyes contamos con una frase de Miguel de Cervantes: «Estar preparado es ya media victoria», lo que conseguiremos con nuestro entrenamiento y experiencia.