Una de las fantásticas consecuencias de inscribirse en un curso de buceo recreativo es poder aprender algunos conceptos básicos de física y aplicarlos al entorno submarino. La ley de Boyle es uno de estos conceptos.
La Ley de Boyle explica cómo el volumen de un gas varía con la presión circundante. Muchos aspectos de la física del buceo y la teoría del buceo se vuelven claros una vez que comprenda esta simple ley de gases.
La ley de Boyle es:
PV = c
En esta ecuación, "P" representa presión, "V" significa volumen y "c" representa un número constante (fijo).
Si no eres una persona matemática, esto puede sonar confuso. Pero no te desesperes. Esta ecuación establece que para un gas dado, como el aire en el dispositivo compensador de flotabilidad de un buzo (BCD), si multiplica la presión del gas circundante por el volumen de gas, siempre terminará con el mismo número.
Debido a que la respuesta a la ecuación no puede cambiar (es por eso que se llama constante), sabemos que si aumentamos la presión que rodea a un gas (P), el volumen del gas (V) debe reducirse. Por el contrario, si disminuimos la presión que rodea el gas, el volumen del gas será mayor. ¡Eso es! Esa es toda la ley de Boyle.
Casi. El único otro aspecto de la Ley de Boyle que necesita saber es que la ley solo se aplica a una temperatura constante. Si aumenta o disminuye la temperatura de un gas, la ecuación ya no funciona.
Aplicando la Ley de Boyle
La Ley de Boyle describe el papel de la presión del agua en el entorno de buceo. Se aplica y afecta muchos aspectos del buceo. Considere los siguientes ejemplos:
- Descenso: a medida que un buzo desciende, la presión del agua a su alrededor aumenta, lo que hace que el aire en su equipo de buceo y cuerpo ocupe un volumen menor (compresa).
- Ascenso: a medida que un buzo asciende, la presión del agua disminuye, por lo que la Ley de Boyle establece que el aire en su equipo y cuerpo se expande para ocupar un mayor volumen.
Muchas de las reglas y protocolos de seguridad en el buceo fueron creados para ayudar a un buzo a compensar la compresión y expansión del aire debido a los cambios en la presión del agua. Por ejemplo, la compresión y la expansión del gas conducen a la necesidad de igualar sus oídos, ajustar su BCD y hacer paradas de seguridad.
Ejemplos de la ley de Boyle en el entorno de buceo
Aquellos que han estado buceando han experimentado la Ley de Boyle de primera mano. Por ejemplo:
- Ascenso: a medida que un buzo asciende, la presión del agua a su alrededor disminuye y el aire en su BCD se expande. Es por eso que tiene que liberar el exceso de aire de su BCD a medida que asciende; de lo contrario, el aire en expansión hará que pierda el control de su flotabilidad.
- Descenso: a medida que un buzo desciende, la presión del agua a su alrededor aumenta, comprimiendo el aire en sus oídos. Debe igualar la presión en sus oídos para evitar el dolor y una posible lesión en el oído llamada barotrauma del oído.
Reglas de seguridad para el buceo derivadas de la ley de Boyle
La ley de Boyle explica algunas de las reglas de seguridad más importantes en el buceo.
Aquí hay dos ejemplos:
- No aguante la respiración bajo el agua: según las organizaciones de entrenamiento de buceo, un buzo nunca debe contener la respiración bajo el agua porque si asciende (incluso unos pocos pies) a un área de menor presión de agua, el aire atrapado en sus pulmones se expandirá de acuerdo con Ley de Boyle. El aire en expansión puede estirar los pulmones del buzo y provocar un barotrauma pulmonar. Por supuesto, esto solo ocurre si asciende mientras contiene la respiración, y muchas organizaciones técnicas de buceo modifican esta regla a "No contenga la respiración y suba".
- Ascienda lentamente: el cuerpo de un buzo absorbe gas nitrógeno comprimido mientras se sumerge. A medida que asciende a una profundidad con menos presión de agua, este gas nitrógeno se expande de acuerdo con la Ley de Boyle. Si un buzo no asciende lo suficientemente lento como para que su cuerpo elimine este gas de nitrógeno en expansión, puede formar pequeñas burbujas en su sangre y tejido y causar enfermedad por descompresión.
¿Por qué es necesaria una temperatura constante para usar Boyle?
Como se mencionó anteriormente, la Ley de Boyle solo se aplica a gases a una temperatura constante. Calentar un gas hace que se expanda, y enfriar un gas hace que se comprima.
Un buzo puede presenciar este fenómeno cuando sumerge un tanque de buceo caliente en agua más fría. La lectura del medidor de presión de un tanque caliente caerá cuando el tanque se sumerja en agua fría a medida que el gas dentro del tanque se comprime.
Los gases que están experimentando un cambio de temperatura, así como un cambio de profundidad, tendrán que tener en cuenta el cambio en el volumen de gas debido al cambio de temperatura, y la ley simple de Boyle debe modificarse para tener en cuenta la temperatura.
La ley de Boyle permite a los buzos anticipar cómo se comportará el aire durante una inmersión. Esta ley ayuda a los buzos a comprender las razones detrás de muchas de las pautas de seguridad del buceo.
