Física de Buceo

CAPÍTULO II

PRINCÍPIOS DE BUCEO

 SECCIÓN I

FÍSICA DE BUCEO

1. OBJETIVO

Esta sección describe las leyes de la física que afectan a los seres humanos en el medio subacuático.

1. FÍSICA

Los seres humanos están preparados para vivir dentro de la estrecha capa atmosférica presente en la superficie de la tierra y rara vez se preocupan por las condiciones de supervivencia en entornos diferentes a este. Fuera de los límites de la capa atmosférica, el entorno es hostil y nuestra existencia depende de nuestra capacidad para contrarrestar las fuerzas amenazantes.

Para actuar de forma segura, los buzos deben comprender las características del entorno subacuático y las técnicas que se pueden aplicar para modificar sus efectos. Para lograr esto, un buzo debe tener un conocimiento básico de física, la ciencia de la materia y la energía, así como del comportamiento de los gases, los principios de flotabilidad y las propiedades del calor, la luz y el sonido.

1. MATERIA

Es toda cosa que ocupa un lugar en el espacio, tiene masa y es la base de la física. Para generar algún efecto en la materia, en el cambio o velocidad se requiere de energía. Todo lo que existe y lo que nos rodea es materia, nosotros mismos, el suministro de aire, cualquier cosa que lo apoye está compuesto de materia.

1. Elementos

Un elemento es la forma más simple de la materia que exhibe distintas propiedades físicas y químicas. Un elemento no puede descomponerse por medios químicos en otras formas más básicas. Los científicos han identificado más de 100 elementos en el universo físico. Los elementos se combinan para formar las más de cuatro millones de sustancias conocidas por el hombre.

1. Átomos

El átomo es la partícula más pequeña de la materia. Los átomos están conformados de partículas cargadas eléctricamente conocidas como protones, neutrones y electrones. Los protones tienen carga positiva, los neutrones carga neutra y los electrones carga negativa (Imagen 2-1).

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Imagen: 2 – 1. Constitución de un átomo.

1. Moléculas

Las moléculas se forman cuando se agrupan los átomos. Generalmente las moléculas exhiben propiedades diferentes de cualquiera de los átomos que lo constituyen. Por ejemplo, cuando dos átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno, se forma una sustancia nueva llamada agua. (Imagen 2–2), algunas moléculas son activas y tratan de combinarse con muchas otras de las moléculas que las rodean, como las de oxígeno y carbono, que combinadas forman el dióxido de carbono (Imagen 2-3).

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También existen átomos que son inertes y no se combinan naturalmente con otras sustancias. Para efectos de descompresión del buzo es importante el comportamiento de los elementos inertes.

1. Los tres estados de la materia

La materia puede existir en uno de sus tres estados naturales: sólido, líquido y gaseoso (Imagen 2-4). Un sólido tiene tamaño y forma definida. Un líquido tiene un volumen definido, pero toma la forma del recipiente. El gas no tiene forma ni volumen definidos, pero se expandirá para llenar un recipiente.

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Imagen: 2 - 4. Estados de la Materia.

El estado físico de una sustancia depende principalmente de la temperatura y parcialmente de la presión. Un sólido es el más frío de los tres estados, con sus moléculas alineadas rígidamente en patrones fijos. Las moléculas se mueven, pero su movimiento es como una vibración constante.

A medida que se agrega calor, las moléculas aumentan su movimiento, se separan unas de otras y se mueven; el sólido se convierte en líquido. Algunas de las moléculas abandonarán espontáneamente la superficie del líquido y se convertirán en gas.

Cuando la sustancia alcanza su punto de ebullición, las moléculas se mueven muy rápidamente en todas direcciones y el líquido se transforma rápidamente en gas. Al bajar la temperatura se invierte la secuencia. A medida que las moléculas de gas se enfrían, su movimiento se reduce y el gas se condensa en líquido. A medida que la temperatura sigue bajando, el líquido alcanza el punto de congelación y se transforma en estado sólido.

1. MEDICIÓN

La física se basa en gran medida en los estándares de comparación de un estado de materia o energía con otro. Para aplicar los principios de la física, los buzos deben poder emplear una variedad de unidades de medida.

1. Sistemas de Medición

Dos sistemas de medición son ampliamente utilizados en todo el mundo. Aunque el Sistema Inglés se usa comúnmente en los Estados Unidos, el sistema de medida más común en el mundo es el Sistema Internacional de Unidades. El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un sistema métrico modernizado designado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas.

El Sistema Internacional (SI), es decimal con todas sus unidades relacionadas, por lo que no es necesario usar cálculos para cambiar de una unidad a otra. El SI cambia una de sus unidades de medida a otra moviendo el punto decimal, en lugar de los largos cálculos necesarios en el sistema inglés. Debido a que las medidas a menudo se representan en unidades del sistema inglés, es importante poder convertirlos a unidades SI. Las mediciones se pueden convertir de un sistema a otro utilizando los factores de conversión de la Tabla 2-1 al 2-4.

Tabla 2–1. Equivalencias de Volumen y Capacidad.

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