Ley de Henry

DEFINICIÓN "La cantidad de gas disuelta en un liquido a una determinada temperatura es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el liquido." Los líquidos pueden llevar gases disueltos en su seno, es decir que esta unión es tan íntima que a simple vista no distinguimos la forma gaseosa de la forma líquida. Así la cantidad de gas que puede albergar un líquido dependerá de la temperatura, de la presión a la que está sometido el sistema líquido-gas, de la naturaleza del gas para ser absorbido (solubilidad) y la capacidad del gas para absorber gases. Cuanto mayor sea la presión parcial de un gas sobre un líquido mayor cantidad de gas absorberá el líquido. A menor temperatura la capacidad del gas para absorber gases aumenta, por el contrario con el aumento de temperatura el liquido disminuirá su capacidad para absorber gases. Esto es lo que pasa cuando hervimos agua y comprobamos que saben burbujas, que no es otra cosa que el gas que lleva disuelto y que el aumento de temperatura le obliga a liberarlo. También la naturaleza de los líquidos es un factor importante, ya que unos son capaces de absorber más gas que otros. Por ejemplo: el nitrógeno es cinco veces más soluble en la grasa que en el agua. Así según en que estado esté el proceso de absorción de gases se pueden establecer los siguientes estados en los líquidos (o tejidos): Insaturado: Cuando el líquido es capaz de absorber más gas. La presión parcial que el gas ejerce sobre el líquido es mayor que la tensión (presión del gas disuelto en el líquido) de ese gas. Saturado: Existe un equilibrio y la cantidad de gas que absorbe el líquido es la misma que elimina. La presión parcial del gas es igual a la tensión. Sobresaturado: La cantidad de gas contenida en el líquido es superior a la que puede absorber y por lo tanto libera el exceso de gas. La presión parcial del gas es menor que la tensión del mismo. Apenas podemos imaginar la complejidad para estos cálculos cuando utilizamos mezclas de gases inertes en una inmersión, ya que en determinados momentos podemos estar saturados de un gas e insaturado del otro gas. APLICACIONES Esto sirve para hacer los cálculos de absorción de gases inertes (nitrógeno, helio, hidrógeno, etc.) en los distintos tejidos del cuerpo humano, y que junto con la teoría de Haldane es la base de las tablas de descompresión.

Ley de Boyle - Mariotte

Ley de Dalton

DEFINICIÓN
La presión absoluta que ejerce una mezcla de gases, es igual a la suma de las
presiones parciales de cada uno de los componentes que forman la mezcla.
La presión parcial de cada gas es la presión absoluta que ejercería cada
componente de la mezcla por separado si estuviera ocupando todo el volumen de la
mezcla.
Pabs = #Ppi
Ppi = ( %i / 100) x Pabs
Pabs = Presión absoluta de un gas
Ppi = Presión parcial de un componente de la mezcla
#Ppi = Suma de las presiones parciales de los gases que componen
la mezcla
%i = Porcentaje del gas en la mezcla
APLICACIONES
Ejemplo 1) La presión parcial del oxigeno y del nitrógeno a presión atmosférica (1
ata) será :
PpO2 = 21/100 x 1 = 0.21 atmósferas
PpN2 = 79/100 x 1 = 0.79 atmósferas
La suma de las presiones parciales es igual a la presión absoluta :
0.21 + 0.79 = 1 atmósfera.
Ejemplo 2) A 10 metros de profundidad, donde la presión absoluta es de 2 ATA, la
presión parcial de cada componente del aire será:
PpO2 = 21/100 x 2 = 0.42 atmósferas
PpN2 = 79/100 x 2 = 1.58 atmósferas
PpO2 + PpN2 = 2 ATA
Ejemplo 3) La ley nos obliga a que en las mezclas que utilicemos, la presión
parcial del oxígeno no puede superar las 1,4 atmósferas. Si utilizamos aire (21%
O2) ¿Cuál es la profundidad máxima permitida?
Sabemos : PpO2 = 1,4 ATA. y % O2 = 21
Por tanto, si averiguamos a que presión absoluta (¿Pabs?) del aire , la PpO2 = 1,4
ATA.
Entonces sabremos la profundidad.
Pabs = 1.4 x 100/21 = 6.6 ATA
Profundidad = (Pabs - 1 ) x 10 = 56 metros
La profundidad máx. será 56 metros que es cuando Pabs = 6.6 ATA.

Física en el buceo, el principio de Arquímedes

El principio de Arquimedes uno de los pilares de la física del buceo, es imporatnte conocerlo para poder resolver situaciones diversas bajo el agua.

El griego Arquímedes, estableció, que "un objeto sumergido, experimenta un empuje hacia arriba, igual alpeso del volumen del líquido desalojado".


A raiz de este principio, en el buceo, podemos resolver situaciones como por ejemplo, la fuerza necesaria para recuperar un objeto sumergido bajo la superficie.

¿Cómo? Muy fácil, veamos:

Si tenemos en el fondo un objeto sumergido en el mar, (un baúl) que pesa 150 Kg, ¿qué fuerza necesitaremos para subirlo a la superficie?


Partiendo de las leyes de física, sabemos que el cuerpo, en este caso el baúl, al pesar 150 Kg, experimenta una fuerza negativa de 150 Kg hacia el fondo y una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen de la cantidad de agua desalojada por el baúl.
Una vez conocido su volumen, desplaza el mismo volumen, (este dato debemos conocerlo) en este caso de 2 litros, tendremos que aplicando la ley de Boyle y gracias al Principio de Arquímedes, podemos conocer la fuerza necesaria para elevar el objeto, es decir hacer que tenga flotabilidad positiva.

El objeto, está hundido en agua salada a 20 metros, y el buceador aún no ha determinado qué  fuerza de empuje se requerirá. El dato de la profundidad no es necesario saberlo en este caso.

La fuerza que tendremos que hacer será el resultado de restar el volumen del objeto (2 litros X 1,03 kilogramos por litro de agua salada ya que el agua de mar pesa mas al ser mas densa que el agua dulce) de la fuerza hacia el fondo, es decir su peso, en este caso 150 Kg.  Nos daría que necesitamos una fuerza de  147,94 Kg

Si fuese en agua dulce, únicamente restaríamos a 150 Kg, los 2 Kg del volumen en agua dulce desplazada, que ejercerán esa fuerza hacia la superficie, con lo que tendremos que hacer una fuerza hacia arriba de 148 kg.

Cámaras hiperbáricas

Son el equipo fundamental en el tratamiento de los accidentes de descompresión y tienen por finalidad reproducir las condiciones barométricas a las que se hallaba sometido el buceador, se las emplea cuando un buceador no respeta la tabla de descompresión y/o la velocidad de ascenso o porque se prevé efectuar la descompresión de esa manera (buceos técnicos, en plataformas petroleras, etc.). Su operatoria consiste en introducir al buceador en la cámara y someterlo a una presión equivalente a la que soportó en su descenso, para luego "ascenderlo" cumpliendo los tiempos y paradas previstas en las tablas de descompresión. Básicamente hay dos tipos de cámara: transportables y fijas. Las primeras son para uso individual, pueden ser rígidas o telescópicas y normalmente pueden alcanzar presiones de hasta 5 atmósferas. Son ideales para utilizar como primeros auxilios y para el posterior traslado a una cámara fija de tratamiento. La versión más común de cámara hiperbárica es conocida como "cartucho", se trata de un cilindro, de poco peso y reducido tamaño, de 2 m de largo, 80 cm de diámetro del lado de la escotilla de acceso y 50 cm del extremo opuesto. Para su funcionamiento puede ser conectada a cualquier fuente de aire comprimido, desde las simples botellas de buceo, a una batería de botellas industriales o a un compresor. En su escotilla van acopladas las válvulas de entrada del aire y los manómetros de control. En su reducido interior hay una camilla donde se acomoda al buzo accidentado, al que se observa mediante la mirilla ubicada a la altura de su cabeza. Este tipo de cámaras son ideales para centros turísticos o deportivos con una concurrencia importante de personas que practican buceo, dado el nivel de prevención que les brinda en relación con su reducido costo. Las fijas pueden ser de un cuerpo o más, son mucho más amplias que las transportables y en cuanto a su capacidad pueden ser para una persona o para varias simultáneamente. Estas cámaras pueden soportar presiones de servicio de hasta 30 atmósferas. Además de los casos mencionados, estas cámaras son usadas para entrenamientos de grupo, oxigenoterapia y medicina hiperbárica. Muchas de este tipo de cámaras permiten el acople de cámaras transportables a través de una de sus escotillas, lo que posibilita continuar tratamientos con presencia médica. A pesar de que hoy en día se emplean otros materiales y técnicas, la mayoría están construidas de aceros especiales elaborados bajo rigurosas normas de fabricación. En su forma más simple son un cilindro cerrado en un extremo con una escotilla de ingreso en el otro y están provistas de: - compuerta de cierre hermético - ventanillas de observación - sistema de intercomunicación - sistema de iluminación interna - válvulas de admisión, descarga y de seguridad - manómetros y relojes - sistema de provisión de aire o mezclas especiales y ventilación interior - dispositivo para la introducción de alimentos, medicamentos, etc. Las cámaras de un cuerpo son una versión mejorada del "cartucho", que pueden operar a mayor presión, no obstante, y dado que normalmente su capacidad hace que el buzo quede aislado solo pueden usarse con pacientes que están completamente conscientes. Finalmente están las cámaras más de un cuerpo o módulo, cuya compleja instalación hace necesario que tengan una base fija. Básicamente los modelos más sencillos están constituidos por un gran cilindro de acero o aluminio, cuyo interior está separado en una cámara principal y una antecámara de acceso y salida, las que están unidas entre sí por medio de una escotilla. La antecámara posibilita el ingreso y salida a la cámara principal en dos etapas. Estando la cámara principal cerrada y comprimida, se accede primero a la antecámara. Luego se eleva la presión de esta hasta el nivel de presión de la cámara principal, con lo que finalmente se puede ingresar a la cámara principal. Para la salida se sigue el procedimiento inverso, con la salvedad de que deberá verificarse la necesidad de descompresión en función del tiempo y la presión soportada en la cámara principal. De esta manera es factible llegar hasta el interior de la cámara principal sin haber modificado la presión interna de la misma, o sin haber interrumpido el tratamiento en caso de que así fuera. Este tipo de cámaras están construidas con materiales incombustibles y disponen de sistemas de comunicación e iluminación especiales para evitar chispas y cualquier posibilidad de incendio. Los paneles de control externos controlan: ventilación, presiones de cámara y antecámara, suministro de aire y de oxígeno, renovación de aire, control de temperatura, comunicaciones e iluminación. Estos controles, en algunos casos, tiene réplicas internas. El sistema de provisión de aire suele estar duplicado, dada su vital importancia, con lo que encontramos un sistema principal (equipo de compresores, depósito de aire y filtros) y uno de reserva (batería de botellas).