Pressão e Volume

Vejamos experimentalmente o que se passa quando mergulhamos na água um recipiente cheio de ar, de boca para baixo. Suponhamos que o recipiente tem a capacidade de um litro (1L) e que o vamos levando progressivamente para uma profundidade cada vez maior.

Assim, ao nível do mar, à pressão P0 = 1 bar, o volume de ar, V0, é um litro.

A 10 metros de profundidade, à pressão P1 = 2 bar, o volume reduziu-se para metade do volume inicial V1 = 1/2l.

A 20 metros de profundidade, à pressão P2 = 3 bar, o volume reduziu-se para um terço do volume inicial V2 = 1/3l.

A 30 metros de profundidade, à pressão P3 = 4 bar, o volume reduziu-se para um quarto do volume inicial V3 = 1/4l.

A 40 metros de profundidade, à pressão P4 = 5 bar, o volume reduziu-se para um quinto do volume inicial V4 = 1/5l.

Se relacionarmos o volume com a pressão, poderemos escrever:

  • V0 x P0 = 1 x 1 = 1
  • V1 x P1 = 1/2 x 2 = 1
  • V2 x P2 = 1/3 x 3 = 1
  • V3 x P3 = 1/4 x 4 = 1
  • V4 x P4 = 1/5 x 5 = 1
  • V x P = constante

Verifica-se que o produto é constante e que, além disso, para a mesma diferença de profundidade, a variação do volume é tanto mais importante quanto mais perto da superfície se dá essa variação.

Na realidade, entre os 0 e os -10 metros, para uma variação da pressão de 1kg/ cm2, o volume reduz-se para metade (0,5l), enquanto que entre os -30 e os -40 metros, para a mesma variação de pressão de 1kg/ cm2, o volume reduz-se de 1/4 de litro para 1/5 de litro (ou seja apenas 0,05l), portanto 10 vezes menos do que no primeiro caso.

DESCIDA
SUBIDA

O que se disse para a descida é também absolutamente válido para a subida. Se a 90m de profundidade introduzirmos um litro de ar num recipiente com capacidade de 10 litros:

  • Aos -60m o volume do ar no recipiente é de 1,42l.
  • Aos -30m o volume do ar no recipiente é de 2,5l.
  • Aos -10m o volume do ar no recipiente é de 5l.
  • Finalmente ao nível do mar o volume do ar é de 10 litros, enchendo completamente o recipiente.

Para a mesma diferença de profundidade, a variação do volume é tanto mais importante quanto mais perto da superfície se dá essa variação.

As variações de volume provocadas pela variação da pressão sobre o corpo do mergulhador manifestam-se nas cavidades com ar, principalmente os ouvidos e os seios perinasais (seios maxilares, frontais, etc.), dentes e pulmões. Isto obriga o mergulhador a efectuar manobras de compensação (usando o ar que respira e que está à pressão exterior) para manter um equilíbrio constante entre as pressões exterior e interior. Se estas manobras de compensação não forem executadas, a diferença de pressões pode originar acidentes barotraumáticos de maior ou menor gravidade.

Também o ar contido em algumas peças do equipamento de mergulho (máscara, colete e fato isotérmico) está sujeito às variações de volume provocadas pelas variações da pressão do meio ambiente, devendo haver o maior cuidado em manter o perfeito controlo dessas variações volumétricas, para evitar lesões barotraumáticas ou de outro tipo, que serão tratadas em detalhe nos módulos respectivos.