O mergulhador e a garrafa de refrigerante

O outono está aí. Para encerrar o verão com chave de ouro, queria ainda fazer uma última coluna sobre mergulho. Depois prometo que mudo de assunto – se o clima prometer diminuir as temperaturas, também.

Faltou falar de um item importantíssimo no arsenal de equipamentos do mergulhador: seu profundímetro, o aparelho que diz a que profundidade ele está em relação à superfície da água. É importante saber isso porque, dependendo da profundidade alcançada pelo mergulhador e do tempo que ele ficou nessa profundidade, ele pode vir a ter que se programar para passar mais ou menos tempo em uma profundidade menor antes de retornar à superfície.

Quando você coloca refrigerante em um copo, consegue ver o gás que antes estava misturado ao líquido (sob pressão dentro da garrafa) subir à superfície em forma de bolhas. Agora imagine isso dentro do corpo humano! Perigoso, não? Por isso, o mergulhador precisa voltar à superfície aos poucos, reduzindo devagar a pressão a que esteve submetido lá no fundo. (foto: Bart Heird / Flickr / <a href=https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0>CC BY-NC-ND 2.0</a>)

Quando você coloca refrigerante em um copo, consegue ver o gás que antes estava misturado ao líquido (sob pressão dentro da garrafa) subir à superfície em forma de bolhas. Agora imagine isso dentro do corpo humano! Perigoso, não? Por isso, o mergulhador precisa voltar à superfície aos poucos, reduzindo devagar a pressão a que esteve submetido lá no fundo. (foto: Bart Heird / Flickr / CC BY-NC-ND 2.0)

Quanto mais fundo o mergulhador vai, maior a pressão que ele enfrenta. Ao retornar à superfície e, assim, a uma pressão menor, o aventureiro precisa evitar que os gases que se diluíram em seu sangue quando ele estava lá embaixo expandam durante a subida, virando bolhas – algo parecido com o que acontece ao abrir uma garrafa de refrigerante. Isso poderia causar sérios problemas fisiológicos ao mergulhador, e, portanto, é preciso que ele monitore continuamente sua profundidade e planeje cuidadosamente sua descompressão.

Mas como o profundímetro mede a profundidade, afinal? Aqui um outro comportamento dos gases vem em nosso auxílio. É que a temperatura da água na superfície, em geral, não é muito diferente da temperatura da água a uma profundidade maior e, quando a temperatura de um gás não muda, o espaço ocupado por ele depende só da pressão exercida sobre ele. Se a pressão é grande, ela comprime o gás e ele ocupa um espaço pequeno. Se a pressão é menor, o gás consegue se expandir e passa a ocupar um espaço maior.

Nesta foto, um aluno meu testa um profundímetro que ele mesmo montou, com um tubo de vidro. O tubo é emborcado ao entrar na água e, à medida que se vai afundando e a pressão aumenta, o ar é empurrado mais e mais para dentro do tubo (para cima, na foto). Evidentemente, a extremidade superior do tubo é vedada. Uma escala feita por eles no tubo marca a profundidade calculada. (foto cedida por Carolina Allemão)

Nesta foto, um aluno meu testa um profundímetro que ele mesmo montou, com um tubo de vidro. O tubo é emborcado ao entrar na água e, à medida que se vai afundando e a pressão aumenta, o ar é empurrado mais e mais para dentro do tubo (para cima, na foto). Evidentemente, a extremidade superior do tubo é vedada. Uma escala feita por eles no tubo marca a profundidade calculada. (foto cedida por Carolina Allemão)

O profundímetro possui uma pequena quantidade de gás em seu interior. Sabemos o espaço que esse gás ocupa fora da água. Conforme mergulhamos mais fundo, ele passa a ocupar um espaço cada vez menor, e é essa diminuição que nos dá a dica da profundidade que alcançamos – um cálculo relativamente simples de fazer, mas com o qual não precisamos nos preocupar, porque alguém já fez e poupou nosso trabalho.

Cada profundímetro inclui, no espaço ocupado pelo gás, uma escala numerada, pela qual uma agulha vai se movendo e apontando a profundidade correta. Num profundímetro digital, em vez de uma agulha, a compressão do gás muda alguma outra propriedade elétrica do sistema, que então traduz isso num valor de profundidade apresentado em uma tela. Mas é basicamente o mesmo princípio de funcionamento.

Nos profundímetros tradicionais, uma agulha indica, nas marcas pré-desenhadas no visor, a que profundidade o mergulhador está. Nos aparelhos mais modernos, o dado aparece em uma tela digital. (foto: Noodlefish / Flickr / <a href=https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0>CC BY-NC 2.0</a> e Domínio Público)

Nos profundímetros tradicionais, uma agulha indica, nas marcas pré-desenhadas no visor, a que profundidade o mergulhador está. Nos aparelhos mais modernos, o dado aparece em uma tela digital. (foto: Noodlefish / Flickr / CC BY-NC 2.0 e Domínio Público)

Bem a tempo do fim do verão, você já sabe como um mergulhador faz para conseguir (1) afundar; (2) respirar e (3) enxergar debaixo d’água; (4) não morrer de frio durante o mergulho e (5) saber em que profundidade está. Agora só falta você colocar o seu conhecimento à prova. Comece a se planejar para ter essa maravilhosa experiência algum dia!

Matéria publicada em 20.03.2015

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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