La ley de Boyle-Mariotte (o más comúnmente llamada solo Ley
de Boyle) es una de las leyes de los gases ideales la cual relaciona la presión
con el volumen en un sistema isotérmico (sin variación de temperatura), y nos
dice que el producto de la presión de un gas por el volumen que ocupa es
constante, y que el incremento de la presión es inversamente proporcional al
Volumen.
K=Pn*Vn
K=P1*V1=P2*V2=P3*V3=…
de la cual podemos derivar:
V2=V1*P1/P2
Según esta formula podemos observar que al duplicar la presión de un gas su volumen disminuye a la mitad y viceversa. Como podemos ver, esta formula es la causante de que en todos los libros de iniciación de los cursos de submarinismo aparezca la tabla de profundidad-presiones-volumen de gas.
Esta ley física ya nos esta avisando de uno de los peligros que podemos encontrarnos en la practica del submarinismo: La sobre-expansión pulmonar, y que es debida a la rotura de los alvéolos de los pulmones causada por el incremento de volumen de aire al disminuir la presión (subir a superficie) con las vías respiratorias cerradas.
Esta Ley también nos es muy útil para realizar algunos cálculos, como por ejemplo calcular nuestro consumo a determinada profundidad.
Si sabemos nuestro consumo en superficie es de, digamos, 25 litros minuto a 1 atmósfera de presión, y sabiendo que a 35 metros tenemos una presión de 4.5 atmósferas, podemos observar que nuestro consumo se multiplica por 4.5, lo que nos da un consumo de 112.5 litros minuto. La formula derivada para el cálculo del consumo es la siguiente:
Consumo de fondo= Consumo de superficie / presión de fondo
Cf=Cs/Pf
La ley de Boyle también nos es muy útil para calcular la cantidad de aire que tenemos en una botella.
Por ejemplo, si tenemos una botella de 12 litros cargada a 200 bares (200 atmósferas aproximadamente) ¿Cuántos litros de aire a presión atmosférica tenemos? Pues simplemente aplicar la formula:
V2=V1*P1/P2
V2=12*200/1
V2=2400 litros
Gracias a esta ley y utilizando todo lo explicado anteriormente, podemos llegar un poco más lejos y calcular el tiempo que tenemos de aire para una determinada profundidad.
Pongamos por ejemplo que queremos saber cuanto tiempo podemos bucear a 30 metros con una botella de 15 litros cargada a 200 bares y un consumo en superficie de 20 litros por minuto, y dejando una reserva de seguridad de aire de 50 bares:
Primero averiguamos de cuantos litros a presión atmosférica disponemos:
V2=V1*P1/P2
V2=15*(200-50)/1
V2=2250 litros
Ahora calculamos nuestro consumo a 30 metros:
Cf=Cs*Pf
Cf=20*4
Cf=80 litros por minuto
Finalmente calculamos el tiempo del que dispondremos en la inmersión:
t=V/c (t= tiempo, V=volumen y c=consumo)
t=2250/80= 28.125 minutos
Por lo que sabemos que dispondremos de aire suficiente para bucear a 30 metros (incluida la bajada y la subida) durante 28 minutos.
Lógicamente el cálculo se ha realizado íntegramente a 30 metros, por lo que si realizamos una inmersión multinivel habrá que realizar los cálculos de consumo a cada profundidad intermedia.
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