Question

Ao mergulhar entramos em contato com um mundo completamente novo, em condições bem diferentes das que encontramos normalmente. Ao nível do mar, a camada gasosa que envolve a terra exerce sobre o organismo do homem a pressão de uma atmosfera (aproximadamente 1 kg/cm²), mas, por ser a densidade da água maior que a do ar (800 vezes), o mergulhador a cada dez metros de profundidade estará sofrendo um acréscimo de mais uma pressão igual à atmosfera sobre a pressão que suportava antes. Assim, a dez metros a pressão total será de duas atmosferas, a vinte metros de três atmosferas e assim por diante. Se compararmos essa situação com a de um aviador, veremos que para reduzir a pressão ambiente para meia atmosfera (0,5 kgf./cm²), ele deverá subir uma altitude de 5.400 metros. Durante o mergulho, submetido a essa situação especial, o organismo reagirá seguindo princípios e leis da física cujo conhecimento será importante na formação do mergulhador. Lei de Boyle e Mariotte A Lei de Boyle diz que quanto maior for a pressão exercida sobre o gás no recipiente menor volume haverá, pois, as moléculas deste gás se aproximam umas das outras. De forma inversa, quanto menor a pressão exercida maior o volume. Isso significa que um mergulhador em apneia, respirando fundo antes de mergulhar, terá seus pulmões sendo “espremidos” à medida que desce e a pressão à sua volta aumentará. O volume de ar nos pulmões do mergulhador diminui, o tórax se encolhe e o abdômen também, como se ele estivesse exalando. Quando volta à superfície, o tórax e o abdômen retornam ao normal. Para ilustrar podemos pensar em uma bola com um volume de 10 litros ao nível do mar (pressão absoluta de = 1 atm), se levarmos essa mesma bola a 10 metros de profundidade (pressão absoluta = 2 atm) o volume desta bola será reduzido à metade do volume inicial (5 litros). Veja no quadro abaixo. No gráfico a seguir, é possível visualizar situações de mergulho Para conversões podemos utilizar as seguintes unidades: 1 kgf ˜ 9,80665 N 1atm = 760 mmHg = 1,03323kgf/cm2 Fundamentando-se nas informações do item ‘Problematização’ e nas pesquisas realizadas no referencial teórico indicado, responda à questão orientadora que segue. Para planejar um mergulho que deverá ser realizado a uma profundidade máxima de 100 ft, um físico foi chamado para auxiliar no planejamento e deveria responder aos seguintes questionamentos. a) Se um mergulhador estiver a uma profundidade de 100 ft, estará em qual pressão barométrica? b) Quanto seria a pressão barométrica na profundidade do item anterior, na unidade atm? c) Qual a profundidade máxima, aproximada que o mergulhador poderia alcançar? d) Após responder aos questionamentos, estime qual é a estimativa para o tempo de descida de acordo com a recomendação da NR15?

Answer 1

a) 4,181 mBar, b) 4,048 atm, c) 100ft e d) 14 minutos.

a) Se um mergulhador estiver a uma profundidade de 100 ft, estará em qual pressão barométrica?

Sabendo que:

100 ft = 30,48m

1,033 mBar = 1 atm

Como o enunciado nos informa que a cada 10m de profundidade a pressão aumenta em 1 atm, podemos concluir que a 30,48m será 4,048 atm, que resultará em 4,181 mBar.

b) Quanto seria a pressão barométrica na profundidade do item anterior, na unidade atm.

4,181 mBar = 4,048 atm.

c) Qual a profundidade máxima, aproximada que o mergulhador poderia alcançar?

100 ft

d) Após responder aos questionamentos, estime qual é a estimativa para o tempo de descida de acordo com a recomendação da NR15?

Segundo a NR 15, o tempo de deverá ser 0,3 kgf/cm² por minuto, estando o mergulhador à 4,181 kgf/cm², ele deverá:

4,181 / 0,3 = 13,9367 minutos, ou seja, aproximadamente 14 minutos.

Bons estudos!