La física del buceo

26/11/2022

La física del buceo

Yo solía Buceo camino más de lo que debería. Prácticamente hice de todo: inmersiones en aguas abiertas, inmersiones técnicas, pesca submarina y buceo en cuevas. Es un deporte divertido que te permite ver algunas cosas increíbles, pero también hay toneladas de ciencia que se involucran en el proceso de poner a un humano bajo el agua de manera segura. Entonces, descubramos lo que el buceo nos puede enseñar sobre la física.

Presión

Quizás lo primero en lo que piensa un buceador cuando se trata de presión es en la presión de la botella. Los tanques de buceo contienen mucho aire en un volumen relativamente pequeño, y la única forma de hacerlo es comprimir el aire, produciendo alta presión. Un buzo puede determinar la cantidad de aire que queda en un tanque usando un manómetro. Por lo general, un tanque lleno tiene una presión de 3000 libras por pulgada cuadrada (psi). Si llega a menos de 200 psi, debería estar fuera del agua.

El aire normal, el material que cubre la Tierra, está compuesto principalmente de moléculas de nitrógeno, que constituyen aproximadamente el 79 por ciento. El resto es oxígeno, alrededor del 21 por ciento. Podemos imaginar que estas moléculas son como bolas súper diminutas que se mueven a diferentes velocidades y en diferentes direcciones. Si este gas estuviera en un recipiente, algunas de las moléculas chocarían con la pared, rebotarían y cambiarían de dirección. Este cambio de movimiento significa que cada molécula ejerce una pequeña fuerza sobre la pared. (Una pared o contenedor más grande experimentará más colisiones y una mayor fuerza general.)

Una manera de describir el movimiento de las moléculas de gas es pensar en la fuerza por unidad de área. Esta es la presión del gas:

Ilustración: Rhett Allain

Si mide la fuerza en libras y el área en pulgadas cuadradas, obtiene la presión en libras por pulgada cuadrada o psi. Esa es la unidad más común para la presión del tanque en los Estados Unidos.

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