Presión Marina
Introducción
El mar profundo es la capa más baja del océano, que existe por debajo de la termoclina y por encima del lecho marino, a una profundidad de 1800 m o más. Poca o ninguna luz penetra en esta parte del océano, y la mayoría de los organismos que viven allí dependen para su subsistencia de la materia orgánica que cae y se produce en la zona fótica. Por esta razón, los científicos alguna vez supusieron que la vida sería escasa en las profundidades del océano, pero prácticamente todas las sondas han revelado que, por el contrario, la vida es abundante en las profundidades del océano.
En 1960, el Batiscafo Trieste descendió al fondo de la Fosa de las Marianas cerca de Guam, a 10911 m, el lugar más profundo conocido en cualquier océano. Si el Monte Everest (8.848 m) estuviera sumergido allí, su pico estaría a más de una milla y cuarto debajo de la superficie. Después de que se retiró el Trieste, el vehículo operado a distancia (ROV) japonés Kaikō fue el único buque capaz de alcanzar esta profundidad hasta que se perdió en el mar en 2003. En mayo y junio de 2009, el ROV híbrido (HROV) Nereus regresó a el Challenger Deep para una serie de tres inmersiones a profundidades superiores a los 10900 m.
Se ha sugerido que se sabe más sobre la Luna que sobre las partes más profundas del océano. Se suponía que la vida en el fondo del océano profundo dependía únicamente de la caída de materia orgánica y, por lo tanto, en última instancia, del sol, como fuente de energía hasta el descubrimiento de prósperas colonias de camarones y otros organismos alrededor de los respiraderos hidrotermales a fines de la década de 1970. Los nuevos descubrimientos revelaron grupos de criaturas que obtenían nutrientes y energía directamente de fuentes térmicas y reacciones químicas asociadas con cambios en los depósitos minerales. Estos organismos prosperan en ambientes completamente sin luz y anaeróbicos en agua altamente salina que puede alcanzar los 150 °C, extrayendo su sustento del sulfuro de hidrógeno, que es altamente tóxico para casi toda la vida terrestre. El descubrimiento revolucionario de que la vida puede existir en estas condiciones extremas cambió las opiniones sobre las posibilidades de que haya vida en otras partes del universo. Los científicos ahora especulan que Europa, una de las lunas de Júpiter, puede albergar vida debajo de su superficie helada, donde hay evidencia de un océano global de agua líquida.
Debido a que la presión en el océano aumenta aproximadamente 1 atmósfera por cada 10 metros de profundidad, la cantidad de presión que experimentan muchos organismos marinos es extrema. Hasta años recientes, la comunidad científica carecía de información detallada sobre los efectos de la presión en la mayoría de los organismos de aguas profundas porque los especímenes encontrados llegaban a la superficie muertos o moribundos y no eran observables a las presiones a las que vivían. Con el advenimiento de las trampas que incorporan una cámara especial para mantener la presión, se han recuperado de las profundidades del mar en buenas condiciones animales metazoarios más grandes que no sufrieron daños.
Resistencias de la Presión Marina
Tipo 1 - Sin Equipamiento
- Compresión de Órganos: La Ley de Boyle establece que a temperatura constante el volumen de una masa dada de un gas seco es inversamente proporcional a su presión. La mayoría de los gases se comportan como gases ideales a presiones y temperaturas moderadas. La tecnología del siglo XVII no podía producir presiones muy altas ni temperaturas muy bajas. Por lo tanto, no era probable que la ley tuviera desviaciones en el momento de la publicación. A medida que las mejoras en la tecnología permitieron presiones más altas y temperaturas más bajas, las desviaciones del comportamiento del gas ideal se hicieron evidentes y la relación entre la presión y el volumen solo puede describirse con precisión empleando la teoría de los gases reales. La desviación se expresa como el factor de compresibilidad. Un ejemplo en el que entra en juego la ley de Henry es la disolución de oxígeno y nitrógeno dependiente de la profundidad en la sangre de los buzos submarinos que cambia durante la descompresión, lo que lleva a la enfermedad por descompresión, la cual puede producir embolias arteriales. El gas se respira a la presión ambiental que aumenta con la profundidad debido a la presión hidrostática. La solubilidad de los gases aumenta en profundidad de acuerdo con la Ley de Henry, por lo que los tejidos corporales absorben más gas con el tiempo hasta que se saturan para la profundidad y viceversa. Al ascender, el buzo se descomprime y la solubilidad de los gases disueltos en los tejidos disminuye en consecuencia. Si la sobresaturación es demasiado grande, se pueden formar y crecer burbujas, y la presencia de estas burbujas puede causar bloqueos en los capilares o distorsión en los tejidos más sólidos, lo que puede causar un intenso dolor. Para evitar esta lesión, el buzo debe ascender lo suficientemente lento como para que el exceso de gas disuelto sea arrastrado por la sangre y liberado en el gas pulmonar. La Ley de Boyle también es importante para los buzos porque significa que si un buzo toma una bocanada de aire mientras está bajo el agua, ese aire se expandirá en sus pulmones a medida que sube a la superficie. Si contiene la respiración o asciende demasiado rápido, el aire que se expande puede romperle los pulmones.
- Distorsión de Sonido: El cambio en el sonido se debe a que este es una onda longitudinal que requiere un medio. La velocidad del sonido en cualquier medio depende de la densidad del medio a través del cual viaja. El sonido se produce debido a la vibración de las partículas y el sonido se transmite a través de la transmisión de las vibraciones de una partícula a otra. La velocidad y la eficiencia de estas transmisiones dependen básicamente de la proximidad de las partículas del medio, o de la densidad del medio. La vibración de una partícula se transmite a la otra con la ayuda de la colisión entre las dos partículas. El aumento de la presión del agua aumenta la densidad del agua a medida que las partículas de agua se acercan entre sí. Esto hace que la transmisión de vibraciones de una partícula a otra sea comparativamente rápida y eficiente.
- Aumento en el Calor Ambiental: La Ley de Gay Lussac establece que la presión de una cantidad dada de gas mantenida a volumen constante es directamente proporcional a la temperatura Kelvin. Si calientas un gas, le das a las moléculas más energía para que se muevan más rápido.
- Niebla Mental: La ansiedad por niebla mental ocurre cuando una persona se siente ansiosa y también tiene dificultad para concentrarse o pensar con claridad. Muchas condiciones pueden causar ansiedad y confusión mental, incluidos los diagnósticos de salud mental y las enfermedades físicas. Es normal experimentar niebla mental y ansiedad ocasionales, especialmente durante momentos de mucho estrés. Existen testimonios demostrando que este es un fenómeno que ocurre bajo los efectos de la presión.
Tipo 2 - Con Equipamiento
- Narcósis de Nitrógeno: Excepto el helio y probablemente el neón, todos los gases que se pueden respirar tienen un efecto narcótico, aunque su grado varía mucho. El efecto es consistentemente mayor para los gases con una mayor solubilidad en lípidos, y aunque el mecanismo de este fenómeno aún no está del todo claro, existe buena evidencia de que las dos propiedades están mecánicamente relacionadas. A medida que aumenta la profundidad, la discapacidad mental puede volverse peligrosa. Los buzos pueden aprender a sobrellevar algunos de los efectos de la narcosis, pero es imposible desarrollar tolerancia. La narcosis puede afectar a todos los buzos, aunque la susceptibilidad varía ampliamente entre los individuos y de una inmersión a otra. La principal clase de buceo que se ocupa de su prevención y tratamiento es el buceo a gran profundidad. El deterioro significativo debido a la narcosis es un riesgo creciente por debajo de profundidades de aproximadamente 30 m (100 pies), lo que corresponde a una presión ambiental de aproximadamente 4 bar (400 kPa). La mayoría de las organizaciones de entrenamiento de buceo deportivo recomiendan profundidades de no más de 40 m (130 pies) debido al riesgo de narcosis. Al respirar aire a profundidades de 90 m (300 pies), una presión ambiental de aproximadamente 10 bar (1000 kPa), la narcosis en la mayoría de los buceadores provoca desorientación, nausea, alucinaciones, pérdida de la memoria y pérdida de conocimiento.
- Intoxicación por Oxígeno: Al llegar a los 60 metros de profundidad, el oxígeno dentro del tanque de un buzo se volverá tóxico, esto causa que el sistema nervioso central haga que el individuo sufra convulsiones seguidas de inconsciencia, que ocurren en condiciones hiperbáricas. A los pulmones se les dificultará más respirar y causará dolor en el pecho. Los ojos sufrirán alteraciones, lo que dificulta altamente la visión.
