Flotabilidad en agua salada frente a agua dulce para el buceo

2024 Autor: Cyrus Reynolds | [email protected]. Última modificación: 2024-02-07 17:04

Un objeto flota más en agua salada que en agua dulce, pero ¿por qué? La flotabilidad de un objeto está determinada por dos fuerzas:

• La fuerza hacia abajo: igual al peso del objeto
• La fuerza hacia arriba: igual al peso del agua que el objeto desplaza (esto se conoce como Principio de Arquímedes)

Las fuerzas hacia arriba y hacia abajo trabajan en oposición entre sí. Como resultado de estas fuerzas, el objeto flotará, se hundirá o permanecerá suspendido en el agua. La flotabilidad del objeto se puede describir de tres maneras:

• Negativamente flotante: El peso del objeto es mayor que el peso del agua que desplaza. El objeto se hundirá.
• Flotabilidad positiva: El peso del objeto es menor que el peso del agua que desplaza. El objeto flotará.
• Neutralmente flotante: El peso del objeto es exactamente igual al peso del agua que desplaza. El objeto permanecerá suspendido en medio del agua y no flotará ni se hundirá.

El agua salada pesa más que el agua dulce

Un pie cúbico de agua salada pesa (en promedio) 64,1 libras, mientras que un pie cúbico de agua dulce pesa solo 62,4 libras. la razon de ladiferencia de peso es que el agua salada tiene sal disuelta.

Disolver sal en agua aumenta la densidad del agua, o masa por unidad de volumen. Cuando se agrega sal al agua, reacciona con las moléculas de agua, formando un enlace polar con el agua que reorganiza las moléculas de sal y agua con un efecto inusual:

Una pulgada cúbica de sal añadida a un volumen de agua no aumentará el volumen de agua en una pulgada cúbica. Una explicación simplista es que las moléculas de agua se empaquetan apretadamente alrededor de las moléculas de sal, apretándose más juntas que cuando la sal no está presente. Cuando se agrega una pulgada cúbica de sal a un volumen de agua, el volumen de agua aumenta menos de una pulgada cúbica.

Un pie cúbico de agua salada contiene más moléculas que un pie cúbico de agua dulce y, por lo tanto, pesa más.

Recuerde que el Principio de Arquímedes establece que la fuerza ascendente sobre un objeto sumergido es igual al peso del agua que desplaza. El agua salada pesa más que el agua dulce, por lo que ejerce una mayor fuerza ascendente sobre un objeto sumergido. Un objeto que desplaza un pie cúbico de agua dulce experimentará una fuerza hacia arriba de 62,4 lbs, mientras que el mismo objeto en agua salada experimentará una fuerza hacia arriba de 64,1 lbs.

Cambio entre agua dulce y agua salada

En este punto, es posible hacer algunas predicciones generales sobre la flotabilidad de un objeto (o de un buzo) cuando se mueve de agua dulce a agua salada y viceversa. Considere los siguientes casos:

• Un objeto que es neutralmente flotante enel agua dulce flotará cuando se coloque en agua salada. En agua dulce, el peso del objeto es exactamente igual al peso del agua que desplaza, y las fuerzas hacia abajo y hacia arriba sobre el objeto son iguales. Cuando el objeto se mueve al agua salada, el peso del agua que desplaza aumentará y la fuerza hacia arriba será mayor que la fuerza hacia abajo. El objeto flotará positivamente en agua salada.
• Un objeto que flota de forma neutra en agua salada se hundirá cuando se coloque en agua dulce. En agua salada, el peso del objeto es exactamente igual al peso del agua que se desplaza, y las fuerzas hacia arriba y hacia abajo sobre el objeto son iguales. Cuando el objeto se mueve hacia agua dulce, el peso del agua que desplaza disminuirá y la fuerza hacia abajo sobre el objeto será mayor que la fuerza hacia arriba. El objeto tendrá una flotabilidad negativa en agua dulce.
• Un objeto que flota negativa o positivamente en agua salada se volverá más negativamente flotante cuando se coloca en agua dulce, pero no podemos predecir si se hundirá o flotará sin más información. Un objeto experimentará una fuerza hacia arriba más débil en agua dulce que en agua salada y será menos flotante en agua dulce. Sin embargo, para determinar si el objeto se hundirá o flotará, es necesario conocer el peso exacto del objeto y el peso exacto del agua que desplaza.
• Un objeto que flota negativa o positivamente en agua dulce se volverá más positivo cuando se coloca en agua salada, pero no podemos predecir sise hundirá o flotará sin más información. Un objeto experimentará una fuerza ascendente más fuerte en agua salada que en agua dulce, y será más flotante en agua salada. Sin embargo, para determinar si el objeto se hundirá o flotará, es necesario conocer el peso exacto del objeto y el peso exacto del agua que desplaza.

Pesaje de un buceador

Está claro que un buceador tendrá una flotabilidad más positiva en agua salada que en agua dulce, y deberá ajustar sus pesos en consecuencia. El buceador necesitará cargar más peso en agua salada que en agua dulce. La cantidad de peso que debe cargar el buzo dependerá de una variedad de factores, incluida su masa corporal, su protección contra la exposición, el tipo de tanque que lleva y su equipo de buceo.

El cinturón de lastre de un buzo es solo un pequeño porcentaje de su peso total; su peso corporal, tanque y equipo de buceo también contribuyen a su peso y la fuerza hacia abajo sobre su cuerpo. Los buzos a menudo cambian de traje de neopreno (o traje seco) y otros equipos cuando cambian de ubicación de buceo, y la fuerza ascendente sobre el buzo puede variar según estos factores, así como según el tipo de agua.

Es imposible predecir el cambio de peso necesario para un buzo individual sin conocer su desplazamiento de agua, peso total y la salinidad del agua en la que buceará. La forma más fácil para que un buzo determine el peso adecuado es realice una prueba de flotabilidad cada vez que cambie entre agua dulce y salada, y cada vez que cambie una pieza de su equipo de buceo. Sin embargo, dadoDado que todos los factores siguen siendo los mismos excepto el tipo de agua, es posible que un buceador tenga que casi duplicar su peso al pasar de agua dulce a salada o reducirlo a la mitad al cambiar de agua salada a agua dulce.

Consideraciones adicionales

Para complicar más las cosas, la salinidad del agua salada varía en todo el mundo. Algunos cuerpos de agua pueden ser más salados que otros. Por supuesto, un buzo tendrá una flotabilidad más positiva en agua más salada. El peso promedio de un pie cúbico de agua salada es de 64,1 libras, pero en el Mar Muerto, ¡un pie cúbico de agua pesa alrededor de 77,3 libras! Un buzo flotaría significativamente más en el Mar Muerto.

La temperatura también afecta la densidad del agua. El agua fría es más densa que el agua caliente. El agua alcanza su máxima densidad a unos 39,2° F, y un buceador que se aventure en aguas muy frías puede notar que tiene un poco más de flotabilidad negativa que en aguas más cálidas.

Muchos sitios de buceo requieren que un buzo se mueva a través de capas de diferentes temperaturas del agua (termoclinas) o capas de diferentes salinidades (haloclinas). Un buzo que se mueva entre estas capas notará cambios en su flotabilidad.

Objetos (como buzos) flotarán más en agua salada que en agua dulce. Predecir la flotabilidad de un buceador requiere conocer su peso total, incluido el equipo, así como el peso del agua que desplaza. Es mucho más fácil realizar una prueba de flotabilidad antes de una inmersión que intentar determinar matemáticamente la cantidad de peso que debe llevar un buceador. Además, los buzos que usan tanques de aluminio deberán pesarse para compensar elcambio de flotabilidad del tanque durante una inmersión; un tanque de aluminio tendrá una flotabilidad más positiva a medida que se vacía.